電源裝置、接合系統(tǒng)及通電加工方法與流程

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導(dǎo)航： X技術(shù)> 最新專利>發(fā)電;變電;配電裝置的制造技術(shù)

本發(fā)明涉及電源裝置、接合系統(tǒng)及通電加工方法。

本申請基于2014年12月12日在日本提出的特愿2014－252141號和2014年12月12日在日本提出的特愿2014－252151號主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其全部內(nèi)容。

背景技術(shù)：

例如，已知在汽車等的各種車輛、船舶、其他通常機械的組裝及零件的安裝等的工序、或制造各種零件等的工序中，對作為加工對象的零件進行通電加工處理。例如，在進行汽車等的各種車輛、船舶、其他通常機械的組裝等的情況下，使用電阻點焊接的情況較多。電阻點焊接，是對板面被相互重疊的多片金屬板彼此的重疊部(點部)的表側(cè)及背側(cè)，一邊推壓焊接電極一邊通電，由此通過在點部發(fā)生的焦耳熱使點部熔融然后凝固，從而將多個金屬板間接合的方法。

通常，在進行電阻點焊接時，進行將商用頻率下的單相交流電流或來自電容器的放電電流經(jīng)由變流器向焊接電極通電的操作。此外，也有將經(jīng)過了變流器的電流整流而通電直流電流的情況。在這些情況下，由于流到點部中的電流是低頻電流或直流電流，所以電流集中于點部的中心(電極與金屬板的接觸部)而電流大致均勻地流動。因而，如果考慮向點部(通電部)的周圍的熱流出，則金屬板的通電部處的溫度分布為通電區(qū)域的中心的溫度最高、越是從該通電區(qū)域遠離的位置溫度越低的分布。

在對如高強度鋼板或較厚的鋼板那樣強度或剛性較高的金屬板進行電阻點焊接的情況下，希望焊接接頭的接頭強度也變高。作為電阻點焊接的關(guān)聯(lián)技術(shù)，已知有例如下述所示的各種文獻。

例如，在專利文獻1中，公開了通過控制電流值、控制焊接部金屬的溫度履歷來控制焊接金屬的材質(zhì)的技術(shù)。

此外，在專利文獻2中，公開了為了控制金屬板的通電部處的發(fā)熱分布、通過將從頻率為50hz的低頻電源提供的電力和從頻率為30khz的高頻電源提供的電力對2片鋼板同時施加來控制回火區(qū)域的技術(shù)。

此外，在專利文獻3及專利文獻7中，公開了磁能再生開關(guān)(magneticenergyrecoveryswitch。以后稱作mers)。

此外，在將點部加熱及使其熔融的過程中，由于(1)過大的焊接電流、(2)由于焊接電極產(chǎn)生的對金屬板的加壓力的不足、還有(3)點部的表面的臟污等的原因，發(fā)生稱作飛濺(散落)的熔融金屬的飛散物。通過飛濺的發(fā)生，不僅電阻點焊接時的作業(yè)性下降，而且有焊接接頭的接頭強度不足等焊接接頭的品質(zhì)下降情況。

基于上述那樣的背景，在專利文獻4中，公開了在焊接金屬棒對于金屬板的加壓力比基準(zhǔn)加壓力低的情況下提高上述加壓力的技術(shù)。

此外，作為控制上述加壓力的技術(shù)，在專利文獻5中，公開了通過使在焊接電極與壓力檢測器非接觸時壓力檢測器輸出的信號平均化而求出補償值、在電阻點焊接時通過從壓力檢測器輸出的信號減去上述補償值來控制加壓力的技術(shù)。

此外，在專利文獻6中，公開了在電阻點焊接中使加壓力與焊接電流同步的技術(shù)。

此外，將鋼板彼此重疊并通過點焊接而形成的接頭(以下稱作“點焊接接頭”)的機械特性，通過在將鋼板剪切的方向上加載拉伸載荷而測量的拉伸剪切力(tss：tensionshearstrength)、和在將鋼板剝離的方向上加載拉伸載荷而測量的十字拉伸力(cts：crosstensionstrength)來評價。拉伸剪切力和十字拉伸力的測量方法由jisz3136及jisz3137規(guī)定。

例如，在將拉伸強度為270～600mpa的2片鋼板重疊而點焊接的情況下，由于焊接接頭的cts隨著鋼板強度的增加而增加，所以不易發(fā)生有關(guān)接頭強度的問題。但是，在拉伸強度為750mpa以上的高強度鋼板的情況下，即使鋼板的拉伸強度增加，cts也不增加或反而減小。

通常，在高強度鋼板的情況下，因變形能力的下降而向焊接部的應(yīng)力集中變高，此外，由于在焊接部中有淬火而焊接部的韌性下降，因此cts下降。因此，對于拉伸強度為750mpa以上的高強度鋼板的點焊接接頭，特別要求cts的提高。

為了使點焊接的cts提高，對焊接部的應(yīng)力集中緩和、焊接部的韌性提高是有效的，提出了各種技術(shù)。如果考慮cts提高效果和構(gòu)造部件的實際生產(chǎn)中的管理的容易度，則為了將應(yīng)力集中的熔核的外周尺寸擴大，考慮將熔核的直徑擴大是有效的。

在專利文獻8中，公開了將焊接變壓器安裝到焊接槍上、由同軸導(dǎo)體供電到點焊接點的高頻點焊接機。該高頻點焊接機具備頻率變換裝置，根據(jù)需要而改變頻率，進行通過熱處理的焊接部的改良，實現(xiàn)強度的提高。但是，僅通過熱處理，熔核徑不擴大，所以在提高cts方面有極限。

在專利文獻9中，公開了使用高頻電力進行點焊接、對點焊接后的區(qū)域?qū)嵤┘訜崽幚淼慕饘俨牧系暮附臃椒ā５?，在該焊接方法中，也由于熔核徑不擴大，所以在提高cts方面有極限。

此外，在上述專利文獻2中，公開了對施加第1頻率的電力而形成的焊接部施加比第1頻率高的第2頻率的電力、將焊接部的接合端部區(qū)域和外周部附近加熱的焊接方法。但是，在該焊接方法中，也由于熔核徑不擴大，所以在提高cts方面有極限。

在專利文獻10中，公開了在點焊接方法中、當(dāng)焊接部位從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)移為凝固組織時對焊接部位賦予機械振動、使焊接部的組織微細化的方法。但是，在該方法中，機械振動向熔融部的傳輸較少，焊接部的組織沒有如預(yù)期那樣微細化，有cts的提高效果較小的問題。

在非專利文獻1中，公開了使用在單方的電極前端的中央部具有平滑的凹形的凹陷的點焊接用電極的點焊接方法。根據(jù)該點焊接方法，能夠穩(wěn)定地形成具有最低保證熔核徑以上的直徑的熔核。但是，通過設(shè)在點焊接用電極上的上述凹陷的存在，在有焊接機的軸的稍稍的偏差或傾斜的情況下，焊接作業(yè)變得不穩(wěn)定，所以應(yīng)用于實際生產(chǎn)較困難。

在專利文獻11中，公開了能夠形成直徑較大的熔核的點焊接用電極。但是，通過處于電極前端的圓筒狀的中空部的存在，在焊接機的軸有稍稍的偏差或傾斜的情況下，焊接變得不穩(wěn)定，所以應(yīng)用于實際生產(chǎn)較困難。此外，在專利文獻11中沒有關(guān)于cts的公開。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第5043236號公報

專利文獻2：國際公開第2011/013793號

專利文獻3：日本特許第3634982號公報

專利文獻4：日本特許第3180530號公報

專利文獻5：日本特許第3959302號公報

專利文獻6：日本特許第2721952號公報

專利文獻7：國際公開第2009/075366號

專利文獻8：日本特開昭60－255287號公報

專利文獻9：日本特開2010－082666號公報

專利文獻10：日本特開2011－194411號公報

專利文獻11：日本特開2010－131666號公報

非專利文獻

非專利文獻1：阿部博司、山口匠，“關(guān)于最低保證熔核徑能夠非破壞地檢查的點焊接方法的基礎(chǔ)性研究”(社團法人焊接學(xué)會，輕構(gòu)造接合加工研究委員會，2006年1月20日)

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明要解決的課題

上述專利文獻1所記載的技術(shù)是以以往的商用頻率下的單相交流電流及直流電流為對象的，僅能進行關(guān)于以往的有效值的控制作為電流控制。此外，在專利文獻2所記載的技術(shù)中，需要低頻電源和高頻電源的2個電源。因而，需要2個電源的控制，所以控制變得復(fù)雜，并且裝置有可能大型化。此外，金屬板的焊接部的適當(dāng)?shù)陌l(fā)熱分布，根據(jù)焊接條件(焊接部的大小、材質(zhì)、厚度、溫度變化等)及要求特性(焊接金屬組織、接頭強度)，在實施一點的點焊接所需要的1秒以內(nèi)的極短時間的期間中變化。但是，專利文獻2所記載的技術(shù)中的高頻電源由于構(gòu)成串聯(lián)共振電路，所以高頻電源的頻率是固定的，為了匹配于目的地設(shè)定發(fā)熱區(qū)域，必須按每個頻率準(zhǔn)備電源。因此，在1秒以內(nèi)的極短時間的期間中切換輸出電流的頻率在事實上是不可能的。

因而，要求使對導(dǎo)體材料以短時間進行大電流的通電加熱時的電流控制性比以往的電源提高從而使加熱部的特性提高。

此外，上述專利文獻3及上述專利文獻7所記載的mers雖然利用將緩沖器能量再生的電流開關(guān)的結(jié)構(gòu)，但關(guān)于在較短的通電加熱時間內(nèi)進行大電流的頻率控制方面并沒有進行研究。

此外，在如上述專利文獻4那樣檢測加壓力而控制加壓力的結(jié)構(gòu)中，響應(yīng)(從檢測到加壓力到用變更后的加壓力進行加壓所需要的時間)變慢。因而，在可靠地抑制飛濺方面并不容易。

因而，當(dāng)進行電阻點焊接時，要求抑制飛濺的發(fā)生。

此外，如與上述專利文獻8關(guān)聯(lián)而說明的那樣，為了cts的提高，焊接部的改良及熔核徑的擴大是有效的。特別是，熔核徑的擴大是有效的，但在以往技術(shù)中，穩(wěn)定地使熔核徑變大是困難的。

因而，要求通過穩(wěn)定且可靠地將熔核徑擴大，使熔核的外周部的長度可靠地變長而提高cts。

在關(guān)于以上說明的各種課題中，使對作為導(dǎo)體材料的被加工件在短時間中進行大電流的通電加熱時的電流控制性提高，從作為焊接部的被加工部的特性提高的觀點來看也特別重要。

本發(fā)明是鑒于上述情況而做出的，其目的是提供一種通過使對被加工件進行通電加工時的電流的控制性比以往提高、從而能夠使被加工件的特性提高的電源裝置、使用該電源裝置的接合系統(tǒng)和通電加工方法。

用來解決課題的手段

本發(fā)明為了解決上述課題而達到相關(guān)的目的，采用了以下技術(shù)方案。

(1)有關(guān)本發(fā)明的一技術(shù)方案的電源裝置，是向?qū)Ρ患庸ぜM行通電加工的通電加工裝置供給輸出電流的電源裝置，具備：第1電源；磁能再生開關(guān)，接受從上述第1電源供給的電流，變換為上述輸出電流；以及控制部，在上述通電加工裝置的一次通電加工時間內(nèi)，控制上述磁能再生開關(guān)，以使上述輸出電流的通電頻率包含相互不同的第1通電頻率及第2通電頻率。

根據(jù)有關(guān)上述(1)所記載的技術(shù)方案的電源裝置，在一次通電加工時間內(nèi)，控制部使通電頻率變化，以使其包含相互不同的第1通電頻率及第2通電頻率。結(jié)果，能夠控制賦予的輸出電流的通電頻率，以使通電加工裝置進行與被加工件的材質(zhì)及形狀對應(yīng)的適當(dāng)?shù)募庸l件(例如，焊接部的電流分布條件、熱分布條件等)。并且，由于采用由磁能再生開關(guān)將通電頻率切換的結(jié)構(gòu)，所以能夠使短時間中的輸出電流的控制性比以往提高。

(2)在上述(1)所記載的電源裝置中，上述一次通電加工時間也可以是1秒以下。

在上述(2)所記載的情況下，由于即使是1秒以下的短時間內(nèi)也能夠控制通電頻率，所以能夠在例如電阻點焊接中適當(dāng)?shù)貞?yīng)用。

(3)在上述(1)或(2)所記載的電源裝置中，上述通電加工中的上述通電頻率也可以是由從上述磁能再生開關(guān)的輸出端觀察的上述通電加工裝置側(cè)的電感和上述磁能再生開關(guān)所具有的電容器的電容所決定的共振頻率以下。

在上述(3)所記載的情況下，通過使通電頻率為共振頻率以下，能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)。

(4)在上述(1)至(3)的任一項所記載的電源裝置中，也可以采用以下的結(jié)構(gòu)：上述磁能再生開關(guān)具有：電橋電路，使第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)在開關(guān)斷開時的導(dǎo)通方向為相互相反方向而串聯(lián)配置在第1路徑中，并且使第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)在開關(guān)斷開時的導(dǎo)通方向為相互相反方向而串聯(lián)配置在第2路徑中，并且上述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)和上述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)在開關(guān)斷開時的導(dǎo)通方向相互相同；電容器，被連接在上述第1路徑的區(qū)域中的上述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)與上述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)之間的區(qū)域、和上述第2路徑的區(qū)域中的上述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)與上述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)之間的區(qū)域之間；并且，配置在上述第1電源與上述通電加工裝置之間；上述控制部通過控制上述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)及上述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)、和上述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)及上述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的至少某一方的導(dǎo)通時間和斷開時間，在上述一次通電加工時間內(nèi)控制上述通電頻率，或者，通過控制上述第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)及上述第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)、和上述第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)及上述第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的至少某一方的導(dǎo)通時間、斷開時間和從上述第1電源供給的電流，在上述一次通電加工時間內(nèi)分別控制上述通電頻率和上述輸出電流的電流值。

在上述(4)所記載的情況下，由于采用能夠由磁能再生開關(guān)獨立地進行通電頻率的切換及通電電流的控制的結(jié)構(gòu)，所以能夠使短時間中的輸出電流的控制性比以往提高。

(5)有關(guān)本發(fā)明的一技術(shù)方案的接合系統(tǒng)具備：上述(1)至(4)的任一項所記載的電源裝置；作為上述通電加工裝置的接合裝置，通過將從上述電源裝置輸出的上述輸出電流向作為上述被加工件的多個被通電件間的接觸區(qū)域通電，將上述接觸區(qū)域通電加熱，將上述多個被通電件間接合。

根據(jù)有關(guān)上述(5)所記載的技術(shù)方案的接合系統(tǒng)，通過將能夠進行輸出電流的頻率控制的電源裝置與接合裝置組合，能夠?qū)崿F(xiàn)以往不能實現(xiàn)的一次通電加工時間內(nèi)的通電頻率變化的控制。

(6)在上述(5)所記載的接合系統(tǒng)中，也可以采用以下的結(jié)構(gòu)：上述接合裝置具備：第1電極；第2電極，與上述第1電極對置配置，將上述多個被通電件夾持在與上述第1電極之間；多個線圈，貫穿有在上述第1電極、上述多個被通電件和上述第2電極中流動的從上述電源裝置輸出的上述輸出電流所產(chǎn)生的磁通；上述控制部控制上述磁能再生開關(guān)，以使從上述電源裝置輸出的上述輸出電流的上述通電頻率對應(yīng)于通過上述磁通在上述多個線圈中產(chǎn)生的電動勢而變化。

在上述(6)所記載的情況下，能夠?qū)⒘鞯酵娂庸ぶ械谋煌娂械妮敵鲭娏鞯臓顟B(tài)作為由線圈產(chǎn)生的電動勢的變化來掌握。由此，控制部能夠基于該電動勢的變化將磁能再生開關(guān)的動作進行反饋控制，以使向被通電件賦予的輸出電流成為適當(dāng)。只要配置單一的線圈，就能夠檢測流過電極的電流值，能夠進行基于電流值的控制，但由于使用多個線圈更能夠提取關(guān)于電流的分布的信息，所以能夠進行高精度的控制。

(7)在上述(6)所記載的接合系統(tǒng)中，也可以是，上述多個線圈相對于上述第1電極和上述第2電極中的至少某一方，配置在與這些第1電極及第2電極間為同軸的中心軸線的周圍上的相互不同的位置。

在上述(7)所記載的情況下，由于能夠在第1電極和第2電極的至少一方的周圍的多個部位捕捉由線圈產(chǎn)生的電動勢的變化，所以能夠更詳細地掌握流到被通電件中的輸出電流的狀態(tài)變化。

(8)在上述(6)或(7)所記載的接合系統(tǒng)中，也可以采用以下的結(jié)構(gòu)：上述控制部如果判定為由上述多個線圈產(chǎn)生的電動勢的至少1個從預(yù)先設(shè)定的范圍脫離，則控制上述磁能再生開關(guān)，以使上述輸出電流增減與從上述預(yù)先設(shè)定的范圍的脫離量對應(yīng)的值。

在上述(8)所記載的情況下，能夠?qū)⒂啥鄠€線圈產(chǎn)生的電動勢與預(yù)先設(shè)定的范圍比較，以相當(dāng)于與從該預(yù)先設(shè)定的范圍的脫離量對應(yīng)的值來控制輸出電流。

(9)在上述(6)所記載的接合系統(tǒng)中，也可以采用上述多個線圈夾著上述第1電極及上述第2電極相互對置、被卷繞在上述多個被通電件上的結(jié)構(gòu)。

在上述(9)所記載的情況下，由于能夠捕捉由夾著上述第1電極及上述第2電極相互對置、卷繞在上述多個被通電件上的多個線圈所產(chǎn)生的電動勢的變化，所以能夠更詳細地掌握流到被通電件中的輸出電流的狀態(tài)變化。

(10)在上述(5)～(9)的任一項所記載的接合系統(tǒng)中，上述接合裝置也可以具備壓力調(diào)節(jié)部，該壓力調(diào)節(jié)部使夾持上述多個被通電件間的夾持力增減。

在上述(10)所記載的情況下，通過由壓力調(diào)節(jié)部使夾持力增加，從而接觸區(qū)域的熔融部的外徑尺寸擴大，所以能夠使被通電件彼此的熔接面積增大。

(11)有關(guān)本發(fā)明的一技術(shù)方案的通電加工方法具有：準(zhǔn)備工序，準(zhǔn)備與被加工件對應(yīng)的通電加工條件；通電加工工序，根據(jù)上述通電加工條件，在上述被加工件的一次通電加工時間內(nèi)對上述被加工件賦予具有第1通電頻率的輸出電流，還對上述被加工件賦予具有與上述第1通電頻率不同的第2通電頻率的輸出電流。

根據(jù)有關(guān)上述(11)所記載的技術(shù)方案的通電加工方法，在一次通電加工時間內(nèi)，按照通電加工條件使通電頻率變化，以使其包含相互不同的第1通電頻率及第2通電頻率。結(jié)果，進行與被加工件的材質(zhì)及形狀對應(yīng)的適當(dāng)?shù)募庸l件(例如，焊接部的電流分布條件、熱分布條件等)下的通電加工。

(12)在上述(11)所記載的通電加工方法中，上述通電加工工序也可以具有與基于被賦予上述被加工件的上述輸出電流所產(chǎn)生的磁通的電動勢的變化相對應(yīng)地使上述輸出電流增減的工序。

在上述(12)所記載的情況下，能夠?qū)⒘鞯奖患庸ぜ械妮敵鲭娏鞯臓顟B(tài)作為基于磁通的電動勢的變化來掌握。由此，能夠基于該電動勢的變化進行適當(dāng)?shù)姆答伩刂?，以使向被加工件賦予的輸出電流成為適當(dāng)。

(13)在上述(11)或(12)所記載的通電加工方法中，上述通電加工工序也可以具有：將作為上述被加工件的多個被通電件夾持而形成接觸區(qū)域的工序；對上述接觸區(qū)域通電上述輸出電流而進行通電加熱的工序；使對上述多個被通電件賦予的夾持力增減的工序。

在上述(13)所記載的情況下，通過根據(jù)需要而增加夾持力，能夠擴大接觸區(qū)域中的熔融部的外徑尺寸，所以能夠使被通電件彼此的熔接面積增大。

發(fā)明的效果

根據(jù)有關(guān)上述(1)所記載的技術(shù)方案的電源裝置，由于能夠使通電加工裝置進行與被加工件的材質(zhì)或形狀對應(yīng)的適當(dāng)?shù)募庸l件下的通電加工，所以能夠使被加工件的特性(例如如果是電阻點焊接，則是焊接部的接頭強度等)提高。

在上述(2)所記載的情況下，例如在應(yīng)用于電阻點焊接的情況下，能夠使通電加工后的被加工件的接頭強度等的機械特性比使用以往的電源裝置的情況提高。

在上述(3)所記載的情況下，由于能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)，所以能夠減小開關(guān)損失。并且，通過軟開關(guān)，不再需要使用大電容量的電壓源電容器，所以能夠使電容器的電容變小。

在上述(4)所記載的情況下，由于能夠使通電加工裝置進行與被加工件的材質(zhì)及形狀對應(yīng)的適當(dāng)?shù)募庸l件下的通電加工，所以能夠使被加工件的特性(例如如果是電阻點焊接，則是焊接部的接頭強度等)提高。

根據(jù)有關(guān)上述(5)所記載的技術(shù)方案的接合系統(tǒng)，由于能夠使接合裝置進行與接合的被通電件的材質(zhì)及形狀對應(yīng)的適當(dāng)?shù)慕雍蠗l件下的接合，所以能夠使被通電件間的接合區(qū)域中的接頭強度等提高。

在上述(6)所記載的情況下，由于能夠?qū)崟r地掌握流到通電加工中的被通電件中的輸出電流的狀態(tài)，并且進行反饋控制以使該輸出電流成為適當(dāng)，所以能夠防止被通電件上的飛濺的發(fā)生，能夠使被通電件間的接合區(qū)域中的接頭品質(zhì)進一步提高。

在上述(7)所記載的情況下，由于能夠更詳細地掌握流到被通電件中的輸出電流的狀態(tài)變化，所以能夠進行更細致的反饋控制，由此，能夠更有效地防止被通電件上的飛濺的發(fā)生，使接頭品質(zhì)進一步提高。

在上述(8)所記載的情況下，由于將由多個線圈產(chǎn)生的電動勢與預(yù)先設(shè)定的范圍比較，以與從該預(yù)先設(shè)定的范圍的脫離量對應(yīng)的值控制輸出電流，所以能夠進行更細致的反饋控制。由此，能夠更有效地防止被通電件上的飛濺的發(fā)生，使接頭品質(zhì)進一步提高。

在上述(9)所記載的情況下，由于能夠進行更細致的反饋控制，所以能夠更有效地防止被通電件上的飛濺的發(fā)生，使接頭品質(zhì)進一步提高。

在上述(10)所記載的情況下，由于能夠使被通電件彼此的熔接面積增大，所以能夠得到比較大的尺寸的接頭，能夠使對于被通電件在剪切方向上加載拉伸載荷而測量的拉伸剪切力(tss)、和對于被通電件在剝離的方向上加載拉伸載荷而測量的十字拉伸力(cts)雙方都提高。

根據(jù)有關(guān)上述(11)所記載的技術(shù)方案通電加工方法，由于能夠進行與被加工件的材質(zhì)及形狀對應(yīng)的適當(dāng)?shù)耐娂庸l件下的通電加工，所以能夠使被加工件的特性(例如如果是電阻點焊接，則為焊接部的接頭強度等)提高。

在上述(12)所記載的情況下，由于能夠?qū)崟r地掌握流到通電中的被加工件中的輸出電流的狀態(tài)，并且進行反饋控制以使該輸出電流成為適當(dāng)，所以能夠防止被加工件上的飛濺的發(fā)生，使加工品質(zhì)進一步提高。

在上述(13)所記載的情況下，由于能夠使被通電件彼此的熔接面積增大，所以能夠得到比較大的尺寸的接頭，能夠使對于被通電件在剪切方向上加載拉伸載荷而測量的拉伸剪切力(tss)、和對于被通電件在剝離的方向上加載拉伸載荷而測量的十字拉伸力(cts)雙方都提高。

附圖說明

圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的第1實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)的一例的圖。

圖2是表示該實施方式的開關(guān)模式和與該開關(guān)模式對應(yīng)的部分的通電模式的一例的圖。

圖3是表示該實施方式的開關(guān)模式的變形例的圖。

圖4是表示該實施方式的開關(guān)模式的另一變形例的圖。

圖5是表示該實施方式的通電模式的一例的圖。

圖6是表示有關(guān)本發(fā)明的第2實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)的一例的圖。

圖7a是表示該實施方式的線圈配置的一例的平面圖。

圖7b是表示該實施方式的同線圈配置的圖，是從圖7a的箭頭a觀察的側(cè)視圖。

圖8a是概念性地表示該實施方式的焊接電極的對應(yīng)于各線圈的區(qū)域的焊接電流的關(guān)系的一例的圖。

圖8b是概念性地表示該實施方式的焊接電極的對應(yīng)于各線圈的區(qū)域的焊接電流的關(guān)系的一例的圖。

圖9a是表示該實施方式的焊接電流的波形的一例的圖。

圖9b是表示該實施方式的焊接電流的波形的一例的圖。

圖10是說明該實施方式的mers的動作的一例的圖。

圖11是表示該實施方式的通電加工處理的一例的流程圖。

圖12是表示該實施方式的通電加工處理的另一例的流程圖。

圖13是表示該實施方式的通電加工處理的其他另一例的流程圖。

圖14是表示該實施方式的通電加工處理的其他另一例的流程圖。

圖15a是表示有關(guān)本發(fā)明的第3實施方式的線圈配置的一例的平面圖。

圖15b是表示該實施方式的線圈配置的圖，是從圖15a的箭頭d觀察的側(cè)視圖。

圖16是表示有關(guān)本發(fā)明的第4實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)的一例的圖。

圖17a是表示該實施方式的通電模式的圖。

圖17b是表示該實施方式的加壓或電極推入量的模式的圖。

圖18a是表示該實施方式的另一通電模式的圖。

圖18b是表示該實施方式的加壓或電極推入量的另一模式的圖。

圖19a是示意地表示在該實施方式中、在因加壓或電極變位較小而鋼板與電極的接觸徑較小的狀況下、鋼板與電極的接觸區(qū)域擴大的過程的圖。

圖19b是示意地表示在該實施方式中、在因加壓或電極變位較大而鋼板與電極的接觸徑較大的狀況下、鋼板與電極的接觸區(qū)域擴大的過程的圖。

圖20a是示意地表示在該實施方式中、形成在鋼板的接觸區(qū)域的外周部上的熔融部擴大的過程中的通電初期的熔融部(圖中的黑色的部分)的圖。

圖20b是示意地表示該實施方式的上述通電初期的熔融部的圖，是表示圖20a的繼續(xù)的圖。

圖20c是示意地表示該實施方式的上述通電初期的熔融部的圖，是表示圖20b的繼續(xù)的圖。

圖20d是示意地表示該實施方式的上述通電初期的熔融部的圖，是表示圖20c的繼續(xù)的圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的電源裝置、接合系統(tǒng)和通電加工方法的各實施方式進行說明。

[第1實施方式]

在本實施方式中，采用了通過使用磁能再生開關(guān)(magneticenergyrecoveryswitch。以后稱作mers)、能夠?qū)⑾虮患庸ぜ?導(dǎo)電材料、被通電件)賦予的電流的頻率(通電頻率)在通電加工裝置的一次通電加工時間內(nèi)控制的電源裝置。

在本實施方式中，作為短時間中使用大電流的通電加工，以進行電阻點焊接的情況為例進行說明。在被加工件(導(dǎo)電材料、被通電件)中，包括鋼板、鐵、鋁、鈦、不銹鋼等的金屬板、碳纖維復(fù)合材料等。在本實施方式中，以作為被加工件而使用金屬板的情況為例進行說明。在該電阻點焊接中，進行短時間流過大電流的通電加熱。這里，所謂短時間的通電加熱，是指一次通電加工時間(一次通電加熱時間)例如是1秒以下，優(yōu)選的是0.5秒以下的通電(即，以1秒以下、優(yōu)選的是以0.5秒以下，導(dǎo)電材料的一處加熱對象區(qū)域的加熱結(jié)束)。此外，所謂一次通電加工(一次通電加熱)，是指從通過對導(dǎo)電材料進行通電而開始作為目的的加工處理(加熱處理)到通過停止通電而結(jié)束該加工處理(加熱處理)的處理。并且，在該一次通電加工(通電加熱)中，也包括通過進行通電而開始加工處理(加熱處理)、以焊接部的冷卻/凝固等為目的而將通電暫時休止、通過再次對該焊接部通電而再開始通電加工(通電加熱)、然后通過停止向該焊接部的通電來結(jié)束加工處理(加熱處理)的情況。即，在一次通電加工(一次通電加熱)中，也包括在最初的通電開始與最終的通電結(jié)束之間進行依次或多次暫時的通電休止的情況。在電阻點焊接中，在該一次通電加熱時間內(nèi)進行一次電阻點焊接。此外，所謂大電流，例如是指具有1ka以上、優(yōu)選的是3ka以上的有效值的電流。

(電阻點焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu))

圖1是表示第1實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

電阻點焊接系統(tǒng)1是接合系統(tǒng)的一例，具有交流電源100(第1電源)、整流器200、直流電抗器300、mers400、控制部500、交流電感器600、變流器700和電阻點焊接機800(通電加工裝置)。在本實施方式中，通過使用交流電源100、整流器200、直流電抗器300、mers400、控制部500、交流電感器600和變流器，構(gòu)成電源裝置。該電源裝置對將被加工件通電加工的電阻點焊接機800供給輸出電流。

mers400接受從交流電源100供給的電流，將該電流變換為向電阻點焊接機800供給的輸出電流。mers00的輸入側(cè)的連接關(guān)系是以下這樣的。

整流器200的輸入端和交流電源100被相互連接。整流器200的輸出端的一個和直流電抗器300的一端被相互連接。整流器200的輸出端的另一個和mers400的直流端子c被相互連接。直流電抗器300的另一端和mers400的直流端子b被相互連接。

mers400的輸出側(cè)的連接關(guān)系是以下這樣的。

mers400的交流端子d和交流電感器600的一端被相互連接。交流電感器600的另一端和變流器700的輸入端的一個被相互連接。mers400的交流端子a和變流器700的輸入端的另一個相互連接。變流器700的輸出端的一個和焊接電極e1(第1電極)相互連接，另一個和焊接電極e2(第2電極)相互連接。

交流電源100是元電源的一例，輸出交流電力。交流電源100既可以是單相交流電源，也可以是三相交流電源。

整流器200將從交流電源100輸出的交流電力整流而成為直流電力。在交流電源100是單相交流電源的情況下，整流器200具備單相整流電路。另一方面，在交流電源100是三相交流電源的情況下，整流器200具備三相整流電路。

直流電抗器300使從整流器200輸出的直流電力平滑化。

mers400是mers的一例，將從整流器200經(jīng)由直流電抗器300輸入的直流電力作為交流電力輸出。

控制部500控制mers400的動作。

關(guān)于mers400的動作的詳細情況后述。

變流器700將從mers400經(jīng)由交流電感器600輸出的交流電流對應(yīng)于變流器700的繞數(shù)比而變換為大電流，向電阻點焊接機800的焊接電極e1及e2輸出。在本實施方式中，舉例示出了使用變流器700將大電流向電阻點焊接機800供給的情況。但是，并不是必須使用變流器700。例如，如果將構(gòu)成mers400的各元件用能夠承受上述大電流的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，則不需要使用變流器700。

電阻點焊接機800通過一邊從板面被相互重疊的多片金屬板m1及m2的重疊部的表側(cè)及背側(cè)、即從圖1的a方向及b方向以將金屬板m1及m2夾入的方式將焊接電極e1及e2加壓，一邊將金屬板m1及m2的希望位置的接觸區(qū)域通電，由此通過在上述接觸區(qū)域中發(fā)生的焦耳熱將該接觸區(qū)域接合。關(guān)于電阻點焊接機800，可以利用周知的結(jié)構(gòu)?？梢圆捎媚軌驊?yīng)用于電阻點焊接的各種作為金屬板m1及m2的材質(zhì)、板厚及片數(shù)。這樣，在本實施方式中，舉例通電加工裝置是電阻點焊接機800的情況為例進行說明。

(mers400的結(jié)構(gòu))

接著，說明mers400的結(jié)構(gòu)的一例。

如圖1所示，mers400包括電橋電路和電容器c。電橋電路由在2個路徑中分別各配置有2個的4個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y構(gòu)成。電容器c被配置在電橋電路的2個路徑之間。

具體而言，電橋電路包括作為從交流端子a經(jīng)由直流端子b到達交流端子d的路徑的第1路徑、和作為從交流端子a經(jīng)由直流端子c到達交流端子d的路徑的第2路徑。

在第1路徑中，在交流端子d與直流端子b之間配置有反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v(第4反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān))，在直流端子b與交流端子a之間配置有反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u(第1反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān))。

在第2路徑中，在交流端子d與直流端子c之間配置有反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y(第3反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān))，在直流端子c與交流端子a之間配置有反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x(第2反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān))。電容器c配置在直流端子b與直流端子c之間。

反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y分別在沒有向柵極端子gu、gv、gx及gy輸入導(dǎo)通信號的開關(guān)斷開時，使電流僅在一方向上導(dǎo)通，在向柵極端子gu、gv、gx及gy輸入了導(dǎo)通信號的開關(guān)導(dǎo)通時，使電流在兩方向上導(dǎo)通。即，逆導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)u、v、x及y在開關(guān)斷開時，在發(fā)射極端子及集電極端子間的一方向上使電流導(dǎo)通，而在開關(guān)導(dǎo)通時，在發(fā)射極端子及集電極端子間的兩方向上使電流導(dǎo)通。

在以下的說明中，將“各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y在開關(guān)斷開時使電流流動的方向”根據(jù)需要而稱作“順方向”，將在開關(guān)斷開時不使電流流動的方向根據(jù)需要而稱作“反方向”。此外，在以下的說明中，將“順方向及反方向相對于電路的連接方向”根據(jù)需要而稱作“開關(guān)極性”。

各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y分別配置為，使開關(guān)的極性成為以下這樣。在交流端子a與交流端子d之間并聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x具有相互反方向的開關(guān)極性。同樣，在交流端子a與交流端子d之間并聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也具有相互反方向的開關(guān)極性。此外，在交流端子a與交流端子d之間串聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v具有相互反方向的開關(guān)極性。同樣，在交流端子a與交流端子d之間串聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也具有相互反方向的開關(guān)極性。

由此，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y具有順方向的開關(guān)極性。反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x也具有順方向的開關(guān)極性。此外，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的開關(guān)極性與反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的開關(guān)極性為反方向。

圖1所示的開關(guān)極性也可以在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y與反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x之間相反地構(gòu)成。

此外，在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y中可以考慮各種各樣的結(jié)構(gòu)，但在本實施方式中，假設(shè)通過半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy和二極管du、dv、dx及dy的并聯(lián)連接構(gòu)成。即，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y分別具有二極管du、dv、dx及dy的1個、和并聯(lián)地連接在該二極管上半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy的1個。

此外，半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy的各自的柵極端子gu、gv、gx及gy分別與控制部500連接。柵極端子gu、gv、gx及gy分別接受將半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy導(dǎo)通的導(dǎo)通信號(柵極信號)的輸入作為從控制部500向mers400的控制信號。在被輸入導(dǎo)通信號的期間中，半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy為導(dǎo)通狀態(tài)，使電流在兩方向上導(dǎo)通。但是，在沒有被輸入導(dǎo)通信號的情況下，半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy為斷開狀態(tài)，使電流在哪個方向上都不導(dǎo)通。由此，在半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy的斷開時，電流僅在并聯(lián)地連接在半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy的各自上的二極管du、dv、dx及dy的導(dǎo)通方向上導(dǎo)通。

此外，包含在mers400中的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)并不僅限定于反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y。即，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)只要是呈現(xiàn)上述動作的結(jié)構(gòu)就可以，例如也可以是功率mosfet、反向?qū)ㄐ蚲to閘流晶體管等，也可以是igbt等的半導(dǎo)體開關(guān)與二極管的并聯(lián)連接。

此外，如果使用二極管du、dv、dx及dy說明反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的開關(guān)極性，則為以下這樣。即，順方向(在開關(guān)斷開時導(dǎo)通的方向)是各二極管du、dv、dx及dy的導(dǎo)通方向，反方向(在開關(guān)斷開時不導(dǎo)通的方向)是各二極管du、dv、dx及dy的非導(dǎo)通方向。此外，并聯(lián)連接的二極管彼此(du及dx，或dv及dy)的導(dǎo)通方向在交流端子a與交流端子d之間相互是反方向，串聯(lián)連接的二極管彼此(du及dv，或dx及dy)的導(dǎo)通方向也在交流端子a與交流端子d之間相互是反方向。此外，在交流端子a與交流端子d之間，二極管du及dy的導(dǎo)通方向相互是順方向，同樣，二極管dv及dx的導(dǎo)通方向也相互是順方向。由此，在交流端子a與交流端子d之間，二極管du及dy和二極管dv及dxx的導(dǎo)通方向相互是反方向。

如以上這樣，各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y配置為，使順方向為以下這樣。即，如果設(shè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y為第1對，設(shè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x為第2對，則第1對的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y配置為，使順方向為相同的方向，第2對的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x配置為，使順方向為相同的方向。第1對和第2對配置為，使順方向相互為反方向。因而，在電橋電路中配置在對角線上的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)配置為，使各順方向為同方向。

(mers400的動作)

在mers400中，如果配置在電橋電路的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)中的一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通，則另一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)也導(dǎo)通。同樣，如果配置在電橋電路的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)斷開，則另一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)也斷開。例如，如果反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u導(dǎo)通，則反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也導(dǎo)通，如果反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u斷開，則反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也斷開。這些關(guān)于反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x也相同。

此外，當(dāng)配置在電橋電路的2個對角線中的一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)是導(dǎo)通時，配置在另一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)為斷開。例如，當(dāng)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y是導(dǎo)通時，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x為斷開。

圖2是表示第1實施方式的開關(guān)模式和通電模式(與開關(guān)模式對應(yīng)的部分的通電模式)的例子的圖。具體而言，圖2表示向柵極端子gu、gv、gx及gy輸入的導(dǎo)通信號(柵極信號)、電容器c的兩端的電壓vc及mers400的輸出電流il與時間的關(guān)系的例子。這里，本實施方式的所謂開關(guān)模式，是向圖2所示的“u－y柵極(柵極端子gu及gy)”及“v－x柵極(柵極端子gv及gx)”輸入的柵極信號的導(dǎo)通及斷開的模式。此外，所謂通電模式，是圖2所示的“mers400的輸出電流il”的模式，是一次通電加熱時間(1脈沖通電)中的模式。

在圖2中，所謂u－y柵極，表示向柵極端子gu及gy輸入的導(dǎo)通信號(柵極信號)。此外，所謂v－x柵極，表示向柵極端子gv及gx輸入的導(dǎo)通信號(柵極信號)。在u－y柵極的波形上升的期間中，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y(半導(dǎo)體開關(guān)su及sy)為導(dǎo)通，在u－y柵極的波形下降的期間中，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y(半導(dǎo)體開關(guān)su及sy)為斷開。同樣，在v－x柵極的波形上升的期間中，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x(半導(dǎo)體開關(guān)sv及sx)為導(dǎo)通，在v－x柵極的波形下降的期間中，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x(半導(dǎo)體開關(guān)sv及sx)為斷開。

在以下的說明中，根據(jù)需要將向柵極端子gu及gy輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y導(dǎo)通稱作“u－y柵極導(dǎo)通”。另一方面，根據(jù)需要將沒有向柵極端子gu及gy輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)而反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y斷開稱作“u－y柵極斷開”。

此外，根據(jù)需要將向柵極端子gv及gx輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x導(dǎo)通稱作“v－x柵極導(dǎo)通”。另一方面，根據(jù)需要將不向柵極端子gv及gx輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x斷開稱作“v－x柵極斷開”。

以下，說明圖2所示的動作。

<圖2所示的動作>

圖2所示的例子中的開關(guān)模式，是在將配置在電橋電路的對角線中的一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的導(dǎo)通及斷開進行1次后、將配置在另一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的導(dǎo)通及斷開進行1次的模式。

這里，每當(dāng)將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開進行3次，就將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通時間及斷開時間變更。如果具體地說明，則如圖2所示，將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的1次的導(dǎo)通及斷開的周期以t1、t2、t3、t1、t2…的順序反復(fù)變更。

此外，相同的周期t1、t2及t3中的配置在一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的導(dǎo)通時間及斷開時間、與配置在另一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的導(dǎo)通時間及斷開時間相同。

如圖2所示，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的1次的導(dǎo)通及斷開的周期(t1、t2及t3)對應(yīng)于mers400的輸出電流il的周期。即，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的1次的導(dǎo)通及斷開的頻率與mers400的輸出電流il的頻率(通電頻率)對應(yīng)。這在圖3及圖4所示的例子中也相同。

在本實施方式中，采用基于從mers400的輸出端觀察負荷側(cè)(電阻點焊接機800側(cè)、通電加工裝置側(cè))時的電感和電容器c的電容(電容量)的共振頻率以下的頻率作為該通電頻率。通過這樣，可以如專利文獻3及專利文獻7所記載那樣進行軟開關(guān)。此外，由于不需要使用大電容量的電壓源電容器，所以能夠使電容器c的電容變小。這些在圖3及圖4所示的例子中也相同。

此外，使得頻率f1(＝1/t1)成為上述共振頻率，使得頻率f2(＝1/t2)成為比頻率f1低，使得f3(＝1/t3)比頻率f2低。即，使得成為f1>f2>f3。這在圖3及圖4所示的例子中也相同。

接著，參照圖1及圖2，對圖2所示的例子中的mers400的動作進行說明。

[頻率f1(＝共振頻率)的期間t1]

(1a)u－y柵極：導(dǎo)通，v－x柵極：斷開

如果v－x柵極斷開，u－y柵極導(dǎo)通，則mers400的輸出電流il流過變流器700、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、電容器c及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y的順序的路徑，將電容器c充電。因而，mers400的輸出電流il減小(接近于0(零))，電容器c的兩端的電壓vc上升。如果電容器c的充電完成，則mers400的輸出電流il成為0(零)，并且電容器c的兩端的電壓vc表示最大值。

在電容器c的充電完成后，電容器c的放電開始，mers400的輸出電流il流過電容器c、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、變流器700及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y的順序的路徑。因而，mers400的輸出電流il從0(零)起增加(從0(零)成為正值)，電容器c的兩端的電壓vc減小。如果電容器c的放電完成，則mers400的輸出電流il呈現(xiàn)正的最大值，并且電容器c的兩端的電壓vc成為最小值(0(零))。

(2a)u－y柵極：斷開，v－x柵極：導(dǎo)通

頻率f1是上述共振頻率。因而，控制部500在如以上那樣電容器c的兩端的電壓vc成為0(零)的時點，將u－y柵極斷開并將v－x柵極導(dǎo)通。如果這樣，則mers400的輸出電流il流過變流器700、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v、電容器c及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x的順序的路徑，電容器c被充電。因而，mers400的輸出電流il減小(接近于0(零))，電容器c的兩端的電壓vc上升。如果電容器c的充電完成，則mers400的輸出電流il成為0(零)，并且電容器c的兩端的電壓vc呈現(xiàn)最大值。

在電容器c的充電完成后，電容器c的放電開始，mers400的輸出電流il流過電容器c、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v、變流器700及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x的順序的路徑。因而，mers400的輸出電流il從0(零)起增加(從0(零)成為負值)，電容器c的兩端的電壓vc減小。如果電容器c的放電完成，則mers400的輸出電流il呈現(xiàn)負的最大值，并且電容器c的兩端的電壓vc成為最小值(0(零))。

頻率f1是上述共振頻率。因而，控制部500在如以上那樣電容器c的兩端的電壓vc成為0(零)的時點，將u－y柵極導(dǎo)通并將v－x柵極斷開。通過以上的上述(1a)及上述(2a)的動作，周期t1(1周期)的動作結(jié)束。接著，如果上述(1a)的動作、上述(2a)的動作被交替地進行2次，則期間t1的動作結(jié)束。

如以上那樣，在將u－y柵極及v－x柵極導(dǎo)通/斷開的定時，電容器c的兩端的電壓vc成為0(零)，所以實現(xiàn)了軟開關(guān)。

[頻率f2(<共振頻率f1)的期間t2]

(1b)u－y柵極：導(dǎo)通，v－x柵極：斷開

如果v－x柵極斷開，u－y柵極導(dǎo)通，則mers400的輸出電流il流過變流器700、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、電容器c及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y的順序的路徑，電容器c被充電。因而，mers400的輸出電流il減小(接近于0(零))，電容器c的兩端的電壓vc上升。如果電容器c的充電完成，則mers400的輸出電流il成為0(零)，并且電容器c的兩端的電壓vc呈現(xiàn)最大值。

在電容器c的充電完成后，電容器c的放電開始，mers400的輸出電流il流過電容器c、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、變流器700及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y的順序的路徑。因而，mers400的輸出電流il從0(零)增加(從0(零)成為正值)，電容器c的兩端的電壓vc減小。如果電容器c的放電完成，則mers400的輸出電流il呈現(xiàn)最大值，并且電容器c的兩端的電壓vc成為最小值(0(零))。

由于頻率f2比上述共振頻率f1低(由周期t2比周期t1長)，所以即使電容器c的放電完成，控制部500也不將u－y柵極斷開，而u－y柵極為導(dǎo)通的狀態(tài)，v－x柵極是斷開的狀態(tài)。因而，mers400的輸出電流il在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y、二極管dx及變流器700的順序的路徑，二極管dv、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及變流器700的順序的路徑中并聯(lián)地流動、回流。該mers400的輸出電流il按照由負荷的電阻和電感器決定的時間常數(shù)減小(接近于0(零))。

(2b)u－y柵極：斷開，v－x柵極：導(dǎo)通

控制部500如果經(jīng)過頻率f2的2倍的倒數(shù)的時間(周期t2的1/2倍的時間)，則將u－y柵極斷開并將v－x柵極導(dǎo)通。此時，由于電容器c的兩端的電壓vc是0(零)，所以實現(xiàn)軟開關(guān)。

如果u－y柵極被斷開并且v－x柵極被導(dǎo)通，則mers400的輸出電流il在變流器700、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v、電容器c及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x的順序的路徑中流動，電容器c被充電。因而，mers400的輸出電流il減小(接近于0(零))，電容器c的兩端的電壓vc上升。如果電容器c的充電完成，則mers400的輸出電流il成為0(零)，并且電容器c的兩端的電壓vc呈現(xiàn)最大值。

由于頻率f2比上述共振頻率f1低，所以即使電容器c的放電完成，控制部500也不將v－x柵極斷開，v－x柵極是導(dǎo)通的狀態(tài)，u－y柵極是斷開的狀態(tài)。因而，mers400的輸出電流il在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v、變流器700及二極管du的順序的路徑、和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x、二極管dy及變流器700的順序的路徑中并聯(lián)地流動、回流。該mers400的輸出電流il按照根據(jù)負荷的電阻和電感器決定的時間常數(shù)而減小(接近于0(零))。

控制部500如果經(jīng)過頻率f2的2倍的倒數(shù)的時間(周期t2的1/2倍的時間)，則將v－x柵極斷開并將u－y柵極導(dǎo)通。此時，由于電容器c的兩端的電壓vc是0(零)，所以實現(xiàn)了軟開關(guān)。

通過以上的上述(1b)及上述(2b)的動作，周期t2(1周期)的動作結(jié)束。接著，如果將上述(1b)的動作、上述(2b)的動作交替地進行2次，則期間t2的動作結(jié)束。

[頻率f3(<頻率f2<共振頻率f1)的期間t3]

在期間t3中，mers400的輸出電流il回流的時間變得比期間t2長。

(1c)u－y柵極：導(dǎo)通，v－x柵極：斷開

由于頻率f3變得比上述共振頻率f1低(周期t3比周期t1長)，所以即使電容器c的放電完成，控制部500也不將u－y柵極斷開，u－y柵極是導(dǎo)通的狀態(tài)，v－x柵極是斷開的狀態(tài)。因而，mers400的輸出電流il在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y、二極管dx及變流器700的順序的路徑，二極管dv、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及變流器700的順序的路徑中并聯(lián)地流動而回流。該mers400的輸出電流il按照由負荷的電阻和電感器決定的時間常數(shù)減小(接近于0(零))。

(2c)u－y柵極：斷開，v－x柵極：導(dǎo)通

控制部500如果經(jīng)過頻率f3的2倍的倒數(shù)的時間(周期t3的1/2倍的時間)，則將u－y柵極斷開并將v－x柵極導(dǎo)通。此時，由于電容器c的兩端的電壓vc是0(零)，所以實現(xiàn)軟開關(guān)。

如果u－y柵極被斷開并且v－x柵極被導(dǎo)通，則這樣mers400的輸出電流il流過變流器700、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v、電容器c及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x的順序的路徑，電容器c被充電。因而，mers400的輸出電流il減小(接近于0(零))，電容器c的兩端的電壓vc上升。如果電容器c的充電完成，則mers400的輸出電流il成為0(零)，并且電容器c的兩端的電壓vc呈現(xiàn)最大值。

在電容器c的充電完成后，電容器c的放電開始，mers400的輸出電流il流過電容器c、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v、變流器700及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x的順序的路徑。因而，mers400的輸出電流il從0(零)增加(從0(零)成為負值)，電容器c的兩端的電壓vc減小。如果電容器c的放電完成，則mers400的輸出電流il表示負的最大值，并且電容器c的兩端的電壓vc成為最小值(0(零))。

由于頻率f3比上述共振頻率f1低，所以即使電容器c的放電完成，控制部500也不將v－x柵極斷開，v－x柵極是導(dǎo)通的狀態(tài)，u－y柵極是斷開的狀態(tài)。因而，mers400的輸出電流il在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v、變流器700及二極管du的順序的路徑，和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x、二極管dy及變流器700的順序的路徑中并聯(lián)地流動、回流。該mers400的輸出電流il按照由負荷的電阻和電感器決定的時間常數(shù)減小(接近于0(零))。

控制部500如果經(jīng)過了頻率f3的2倍的倒數(shù)的時間(周期t3的1/2倍的時間)，則將v－x柵極斷開并將u－y柵極導(dǎo)通。此時，由于電容器c的兩端的電壓vc是0(零)，所以實現(xiàn)了軟開關(guān)。

通過以上的上述(1c)及上述(2c)的動作，周期t3(1周期)的動作結(jié)束。接著，如果交替地進行2次上述(1c)的動作、上述(2c)的動作，則期間t3的動作結(jié)束。

在1次的電阻點焊接時，將以上的期間t1、t2及t3的動作至少執(zhí)行1次。在期間t1、t2及t3的動作被進行2次以上的情況下，期間t1、t2及t3的動作以該順序被反復(fù)執(zhí)行。

如以上這樣，在圖2中，在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)(所謂1脈沖通電內(nèi))，使u－y柵極和v－x柵極的各自的柵極信號以共振周期t1(＝1/f1)以上的周期的一半的時間導(dǎo)通及斷開。此時，進行控制，以使得當(dāng)柵極端子gu及gy(u－y柵極)導(dǎo)通時柵極端子gv及gx(v－x柵極)為斷開，并且當(dāng)柵極端子gu及gy(u－y柵極)為斷開時柵極端子gv及gx(v－x柵極)為導(dǎo)通。如果這樣，以共振頻率f1以下的頻率，能夠用軟開關(guān)通電。通過將柵極信號的周期在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)(1脈沖通電內(nèi))改變，如果脈沖列的通電頻率(1/t1，1/t2，1/t3)是共振頻率f1以下(或不到)的頻率，則能夠在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)(1脈沖通電內(nèi))改變通電頻率。在圖2中，以形成隨著時間的經(jīng)過而降低通電頻率的通電模式的情況為例進行了說明。但是，通過將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的柵極信號的導(dǎo)通及斷開的時間(柵極信號的周期)匹配于通電模式而控制，也能夠?qū)崿F(xiàn)在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)隨著時間的經(jīng)過而提高通電頻率的通電模式。進而，還能夠?qū)崿F(xiàn)在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)組合了提高和降低通電頻率的通電模式。

通過以上，控制部500能夠控制mers400，以使得在電阻點焊接機800(通電加工裝置)的一次通電加熱時間內(nèi)(通電加工時間內(nèi))包含輸出電流的通電頻率相互不同的第1通電頻率及第2通電頻率。此外，控制部500除了上述的通電頻率的控制以外，還能夠控制mers400，以使得在電阻點焊接機800(通電加工裝置)的一次通電加熱時間內(nèi)(通電加工時間內(nèi))包含輸出電流的有效值相互不同的第1有效值及第2有效值。

<圖3、圖4所示的動作>

圖3及圖4是表示第1實施方式的開關(guān)模式的另一例的圖。具體地講，圖3表示向柵極端子gu、gv、gx及gy輸入的導(dǎo)通信號(柵極信號)與時間的關(guān)系。

圖3所示的例子中的開關(guān)模式是將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的導(dǎo)通及斷開、以及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的導(dǎo)通及斷開交替地各進行1次的操作以圖2所示的周期t3、周期t2及周期t1的順序連續(xù)地反復(fù)進行的模式。

如圖3所示，也可以每當(dāng)進行1次反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開，就將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通時間及斷開時間變更。

圖3所示的開關(guān)模式中的mers400的動作例如可以通過在<圖2所示的動作>中，將上述(1a)及上述(2a)的重復(fù)、上述(1b)及上述(2b)的重復(fù)、以及上述(1c)及上述(2c)的重復(fù)省略，并使動作的次序為上述(1c)、上述(2c)、上述(1b)、上述(2b)、上述(1a)、上述(2a)來實現(xiàn)，所以這里省略其詳細的說明。

此外，作為圖3的進一步的變形例，也可以使相同周期t3、t2、t1中的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的斷開時間)與反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的斷開時間)不同。在此情況下，也可以使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的斷開時間)和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的斷開時間)的某一方為一定。但是，為了實現(xiàn)上述軟開關(guān)，優(yōu)選的是使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通時間為共振頻率f1的2倍的倒數(shù)的時間(＝t1/2)以上的時間。

此外，也可以使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的斷開時間)和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的斷開時間)的某一方為一定，關(guān)于圖2也是相同的。使相同周期中的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的斷開時間)與反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的導(dǎo)通時間(反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的斷開時間)不同的動作，例如可以通過在<圖2所示的動作>中進行上述(2a)的動作和上述(1c)的動作來實現(xiàn)，所以這里省略其詳細的說明。

如圖4所示的例子的開關(guān)模式那樣，在將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的導(dǎo)通及斷開、以及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的導(dǎo)通及斷開交替地各進行1次時，也可以使配置在一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的導(dǎo)通時間(斷開時間)與配置在另一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的導(dǎo)通時間(斷開時間)不同。

圖4所示的開關(guān)模式中的mers400的動作通過將<圖2所示的動作>中的上述(1c)及上述(2b)的動作反復(fù)進行來實現(xiàn)，所以這里省略其詳細的說明。

作為圖4所示的例子的進一步的變形例，例如也可以在圖2及圖3中，使配置在一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的導(dǎo)通時間(斷開時間)與配置在另一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的導(dǎo)通時間(斷開時間)不同。

開關(guān)模式并不僅限定于圖2至圖4所示的例子。

例如，在圖2所示的例子中，在將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開各進行3次后，將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通時間及斷開時間變更，再將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開各進行3次，再然后，使反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開為3次的狀態(tài)，將反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通時間及斷開時間變更。

但是，在各周期中，可以使進行上述反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開的次數(shù)(3次)為1次以上的任意的次數(shù)。在各周期中，使進行上述的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開的次數(shù)(3次)為1次的開關(guān)模式是圖3所示的例子。

即，只要交替地反復(fù)進行配置在對角線上的一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的1次的導(dǎo)通及斷開和另一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的1次的導(dǎo)通及斷開就可以。如果這樣，則只要是在進行1次的電阻點焊接的期間中，進行將配置在對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的至少某一方的導(dǎo)通時間及斷開時間的至少某一方變更、和使配置在對角線上的一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)與另一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的1個循環(huán)(通電頻率的倒數(shù)的時間)中的導(dǎo)通時間不同中的至少某一方的開關(guān)模式，那么任何開關(guān)模式都可以。

關(guān)于前者，在圖2所示的例子中，將配置在對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的導(dǎo)通時間及斷開時間變更，以成為周期t1、周期t2、周期t3的順序。關(guān)于后者，在圖4所示的例子中，相對于使配置在對角線上的一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的1循環(huán)((t3+t2)/2的時間)中的導(dǎo)通時間為t/2，使另一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的循環(huán)((t3+t2)/2的時間)中的導(dǎo)通時間為t2/2。

進而，在一次通電內(nèi)包含通電休止那樣的通電模式中，也能夠在途中切換通電頻率。此外，通過將向mers400投入的電源輸出(例如，從交流電源100輸出的電流或電壓的有效值)切換，能夠容易地實現(xiàn)在一次通電內(nèi)與通電頻率獨立地切換從mers400輸出的電流值。

此外，在本實施方式中，將配置在對角線上的一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的1次的導(dǎo)通及斷開和配置在另一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的1次的導(dǎo)通及斷開交替地反復(fù)進行。但是，也可以將配置在對角線上的一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的多次的導(dǎo)通及斷開和配置在另一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的多次的導(dǎo)通及斷開交替地反復(fù)進行。

此外，也可以使連續(xù)地進行配置在對角線上的一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)與另一方的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(v及x，或u及y)的導(dǎo)通及斷開的次數(shù)不同。但是，即使是這樣的情況，也在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)(1脈沖通電內(nèi))變更通電頻率。

<通電模式的設(shè)定>

例如進行模擬實驗來確定與焊接條件對應(yīng)的適當(dāng)?shù)耐娔Ｊ?，該焊接條件由影響進行電阻點焊接所形成的焊接接頭的品質(zhì)的規(guī)定的1個或多個因子所決定，將所確定的通電模式存儲到控制部500中。將這樣確定通電模式的處理對多個焊接條件分別進行，將關(guān)于多個焊接條件的各自的通電模式存儲到控制部500中。例如可以舉出金屬板的材質(zhì)、焊接部的大小、材質(zhì)、厚度、溫度變化等作為上述因子。

圖5是表示第1實施方式的通電模式的一例的圖。

圖5表示在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)(1脈沖通電內(nèi))變更通電頻率的情況下的通電模式的一例。在圖5所示的通電模式中，如果是共振頻率f1以下的頻率，則通電頻率可以任意地設(shè)定。因而，只要使用具有與需要的最大的通電頻率對應(yīng)的共振頻率的電路結(jié)構(gòu)，就能夠進行任意的通電頻率下的通電。

在電阻點焊接時，如果輸入上述焊接條件，則控制部500從多個通電模式中選擇并讀出與該焊接條件對應(yīng)的通電模式?？刂撇?00在進行一次通電加熱(電阻點焊接)的期間中決定基于所讀出的通電模式的開關(guān)模式，按照所決定的開關(guān)模式，對反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y輸出導(dǎo)通信號(柵極信號)?？刂撇?00進行遵循這樣的開關(guān)模式的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的控制，直到用于電阻點焊接的通電模式(一次通電加熱時間(1脈沖通電))結(jié)束。

如以上說明，在本實施方式中，通過按照通電模式控制反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的導(dǎo)通及斷開，在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)(1脈沖通電)內(nèi)控制mers400的輸出電流il的頻率(通電頻率)。將這樣被控制的從mers400輸出的輸出電流il經(jīng)由變流器700向焊接電極e1及e2輸出。

并且，在本實施方式中，僅通過對于單一的電源的電源控制信號的控制，就能夠在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)(1脈沖通電內(nèi))獨立地控制通電頻率及通電電流的通電。由此，例如能夠匹配于金屬板m1及m2的材質(zhì)及形狀，將通電后的材料特性包括通電區(qū)域而在短時間中控制。因而，能夠進行焊接部的電流分布以及熱分布的控制，能夠使接頭強度提高。如果將本實施方式的電源裝置用于電阻點焊接，則能夠進行焊接金屬的特性、形狀及硬度分布的控制等，能夠?qū)崿F(xiàn)接頭強度的提高。

在本實施方式中，以將能夠在短時間中供給大電流的電源裝置應(yīng)用到電阻點焊接機中的情況(通電加熱裝置是電阻點焊接機800的情況)為例進行了說明。但是，也能夠用與上述本實施方式完全相同的結(jié)構(gòu)的電源裝置來實現(xiàn)在一次短時間的通電加熱時間內(nèi)通過通電加熱不使導(dǎo)體材料熔化而加熱接合的電源裝置。此外，不以多個導(dǎo)體材料的接合為目的、例如鋼材的通電加熱裝置那樣的用來進行1個以上的導(dǎo)體材料的加熱的電源裝置也能夠用與上述本實施方式同樣的結(jié)構(gòu)的電源裝置來實現(xiàn)。

以上說明的本發(fā)明的第1實施方式的控制部500的處理可以通過計算機執(zhí)行程序來實現(xiàn)。此外，記錄有上述程序的計算機可讀取的記錄媒體及上述程序等的計算機程序產(chǎn)品也能夠作為本發(fā)明的實施方式應(yīng)用。例如可以使用軟盤、硬盤、光盤、光磁盤、cd－rom、磁帶、非易失性的存儲卡、rom等作為記錄媒體。

[第2實施方式]

接著，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。在電阻點焊接中發(fā)生飛濺的情況下，由于上側(cè)焊接電極、金屬板(工件)及下側(cè)焊接電極之間的阻抗變化，所以如果能夠直接檢測該阻抗的變化，則能夠更可靠地抑制飛濺的發(fā)生。該阻抗的變化作為焊接電流(流到上側(cè)焊接電極、金屬板(工件)及下側(cè)焊接電極中的電流)的變化而呈現(xiàn)。

此外，由于在發(fā)生飛濺時，上側(cè)焊接電極及下側(cè)焊接電極中的焊接電流的分布較大地變化，所以通過檢測該焊接電流的分布，能夠抑制飛濺的發(fā)生。

在以上那樣的本發(fā)明者們想到的構(gòu)想下，在以下說明的本發(fā)明的第2實施方式中，在上側(cè)焊接電極及下側(cè)焊接電極的至少某一方的側(cè)方的多個區(qū)域中，檢測通過流過焊接電流而發(fā)生的磁通量，根據(jù)檢測到的磁通量控制焊接電流。

圖6是表示第2實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1a的結(jié)構(gòu)的一例的圖。

電阻點焊接系統(tǒng)1a具有交流電源110、整流器210、直流電抗器310、mers410、控制部510、交流電感器610、變流器710、電阻點焊接機810、電壓檢測部910和線圈c1～c4。

另外，在圖7a及圖7b中，線圈c4被上側(cè)焊接電極e1遮擋而看不到。此外，為了表述的方便，將線圈c1及c3的一部分的區(qū)域的圖示省略，并將線圈c1～c3的拉出部分的圖示省略。

在圖6中，mers410的輸入側(cè)的連接關(guān)系是以下這樣的。

整流器210的輸入端和交流電源110被相互連接。整流器210的輸出端的一個和直流電抗器310的一端被相互連接。整流器210的輸出端的另一個和mers410的直流端子c被相互連接。直流電抗器310的另一端和mers410的直流端子b被相互連接。

mers410的輸出側(cè)的連接關(guān)系是以下這樣的。

mers410的交流端子d和交流電感器610的一端被相互連接。交流電感器610的另一端和變流器710的輸入端的一個被相互連接。mers410的交流端子a和變流器710的輸入端的另一個被相互連接。變流器710的輸出端的一個和上側(cè)焊接電極e10被相互連接，另一個與下側(cè)焊接電極e20被相互連接。

交流電源110輸出交流電力。交流電源110既可以是單相交流電源，也可以是三相交流電源。

整流器210將從交流電源110輸出的交流電力整流成為直流電力。在交流電源110是單相交流電源的情況下，整流器210具備單相整流電路。另一方面，在交流電源110是三相交流電源的情況下，整流器210具備三相整流電路。

直流電抗器310使經(jīng)過了整流器210的直流電力平滑化。

mers410是磁能再生雙向電流開關(guān)的一例，使從整流器210經(jīng)由直流電抗器310輸入的直流電力如后述那樣成為交流電力而輸出。

關(guān)于mers410的動作的詳細情況后述。

變流器710將從mers410經(jīng)由交流電感器610輸出的交流電流對應(yīng)于(變流器710的)繞數(shù)比而變換為大電流，向電阻點焊接機810的上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20輸出。在不需要大電流的情況下，也可以沒有變流器710。

電阻點焊接機810一邊從板面被相互重疊的多片金屬板m1及m2的重疊部的表側(cè)及背側(cè)、即從圖6的a方向及b方向，以將金屬板m10及m20夾入的方式將作為上側(cè)焊接電極的一例的上側(cè)焊接電極e10及作為下側(cè)焊接電極的一例的下側(cè)焊接電極e20加壓，一邊通電。并且，通過由該通電在金屬板m10及m20中產(chǎn)生的焦耳熱，將這些金屬板m10及m20間接合。關(guān)于電阻點焊接機810，可以使用周知的結(jié)構(gòu)?？梢圆捎媚軌驊?yīng)用電阻點焊接的各種作為為電阻電焊接的對象的金屬板m10及m20的材質(zhì)、板厚及片數(shù)。

線圈c1～c4檢測流到上側(cè)焊接電極e10、金屬板m10、金屬板m20及下側(cè)焊接電極e20中的焊接電流所產(chǎn)生的磁通(磁場)。在以下的說明中，將流到上側(cè)焊接電極e10、金屬板m10、金屬板m20及下側(cè)焊接電極e20中的焊接電流根據(jù)需要而簡單稱作焊接電流。此外，設(shè)焊接電流的大小是有效值。但是，也可以將焊接電流的大小例如用波高值規(guī)定。

圖7a及圖7b是表示第2實施方式的線圈c1～c4的配置的一例的圖。

具體地講，圖7a是將金屬板m10、上側(cè)焊接電極e10及線圈c1～c4從配置有上側(cè)焊接電極e10的一側(cè)沿著金屬板m10的法線方向觀察的圖。圖7b是將金屬板m10、金屬板m20、上側(cè)焊接電極e10、下側(cè)焊接電極e20及線圈c1～c4沿著圖7a的箭頭線a觀察的圖。在圖7b中，線圈c4被上側(cè)焊接電極e1遮擋而看不到。

線圈c1～c4分別在由焊接電流產(chǎn)生的磁通貫穿的狀態(tài)下，被相對于沿著上側(cè)焊接電極e10的側(cè)周面的周向(圖7a所示的實線的兩箭頭線的方向)的第1～第4位置202～205(將上側(cè)焊接電極e10的側(cè)周面沿著軸201進行4等分的位置)配置。即，線圈c1～c4相對于焊接電極e10配置在焊接電極e10與焊接電極e20成同軸的中心軸線的周圍上的相互不同的位置。

具體而言，在圖7a及圖7b所示的例子中，線圈c1～c4全部相同。此外，如圖7a所示，線圈c1～c4被配置在為以上側(cè)焊接電極e1的軸201為軸的4次對稱的關(guān)系的位置。此外，線圈c1～c4被配置在線圈c1～c4的軸(穿過線圈c1～c4的線圈面的中心的軸)的方向(虛線的兩箭頭線的方向)與以上側(cè)焊接電極e10的軸201為中心的圓的切線的方向一致的位置。這里，線圈c1～c4優(yōu)選的是在不給電阻點焊接帶來障礙的范圍中配置在距上側(cè)焊接電極e10及金屬板m10盡可能近的位置。

如圖7b所示，只要以線圈c1～c4的相對靠下側(cè)的區(qū)域位于加壓及通電中的上側(cè)焊接電極e10的側(cè)方的方式配置，也可以并不一定線圈c1～c4的全部的區(qū)域位于加壓及通電中的上側(cè)焊接電極e10的側(cè)方。即，只要以線圈c1～c4的至少一部分的區(qū)域位于加壓及通電中的上側(cè)焊接電極e10的側(cè)方的方式配置就可以。

此外，在圖7b中，僅對于線圈c1及c3表示線圈的卷繞開始和卷繞結(jié)束的部分被引出的狀況。但是，關(guān)于線圈c2及c4也與線圈c1及c3同樣，當(dāng)然線圈的卷繞開始和卷繞結(jié)束的部分被引出。此外，在圖7a及圖7b中，舉出例示了各線圈c1～c4的繞數(shù)是“1”的情況。但是，各線圈c1～c4的繞數(shù)也可以是“2”以上。如上述那樣，這里假設(shè)各線圈c1～c4相同，所以各線圈c1～c4的繞數(shù)相同。

回到圖6的說明，通過焊接電流所產(chǎn)生的磁通(磁場)將各線圈c1～c4貫穿，電壓檢測部910按照線圈c1～c4單獨地檢測在各線圈c1～c4中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。在圖6中，為了表述的方便而省略詳細的圖示，但電壓檢測部910與各線圈c1～c4的卷繞開始和卷繞結(jié)束的部分電氣地相互連接。

控制部510以由電壓檢測部910檢測到的各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢為輸入，控制mers410的動作。控制部510的硬件例如通過使用具備cpu、rom、ram、hdd及各種接口的信息處理裝置及專用的硬件實現(xiàn)。

控制部510具有磁通量分布導(dǎo)出部511、焊接電流分布導(dǎo)出部512、判定部513和電路控制部514作為其功能。以下說明各部的功能的一例。

磁通量分布導(dǎo)出部511根據(jù)由電壓檢測部910檢測到的各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢和各線圈c1～c4的繞數(shù)，導(dǎo)出各線圈c1～c4的磁通量φ。

焊接電流分布導(dǎo)出部512根據(jù)各線圈c1～c4的磁通量φ，例如如以下這樣導(dǎo)出上側(cè)焊接電極e10的與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流(基于各線圈c1～c4的磁通量φ的焊接電流)。

即，焊接電流分布導(dǎo)出部512根據(jù)各線圈c1～c4的磁通量φ導(dǎo)出磁通密度b，根據(jù)磁通密度b和空氣的透磁率μair導(dǎo)出磁場h，根據(jù)磁場h，通過安培法則導(dǎo)出與上側(cè)焊接電極e10的各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流。在以下的說明中，將上側(cè)焊接電極e10的區(qū)域中的與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流根據(jù)需要而稱作與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流。

圖8a及圖8b是概念性地表示第2實施方式的與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的關(guān)系的一例的圖。圖8a表示不需要使焊接電流的大小比當(dāng)前值減小的情況下的、與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的關(guān)系的一例。圖8b表示需要使焊接電流的大小比當(dāng)前值減小的情況下的、與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的關(guān)系的一例。

在圖8a及圖8b中，點301a及301b表示與線圈c1對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流。點302a及302b表示與線圈c2對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流。點303a及303b表示與線圈c3對應(yīng)的焊接電流。點304a及304b表示與線圈c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流。

此外，在圖8a及圖8b中，目標(biāo)焊接電流is是將金屬板m1及m2點焊接時的焊接電流的目標(biāo)值。上限焊接電流iu是與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的上限值。下限焊接電流id是與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的下限值。例如，可以在發(fā)生飛濺的情況或看到發(fā)生飛濺的征兆的情況下預(yù)先調(diào)查與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的大小呈現(xiàn)怎樣的值，根據(jù)調(diào)查的焊接電流的大小決定上限焊接電流iu和下限焊接電流id。

判定部513根據(jù)由焊接電流分布導(dǎo)出部512導(dǎo)出的、與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的大小，判定是否需要使焊接電流的大小比當(dāng)前值降低。

例如，判定部513判定是否與線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的大小的至少1個從由上限焊接電流iu和下限焊接電流id決定的范圍δi偏離。在本實施方式中，這樣判定在與上側(cè)焊接電極e10的軸垂直的區(qū)域(例如，在圖7a中表示上側(cè)焊接電極e10的圓形的區(qū)域)中是否發(fā)生了焊接電流(比預(yù)先設(shè)定的范圍大的)分布。也可以不使用下限焊接電流id，而判定部513判定是否與線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的大小的至少1個超過了上限焊接電流iu。

電路控制部514如果成為開始對金屬板m10及m20的通電的定時，則以與目標(biāo)焊接電流is對應(yīng)的動作頻率控制mers410。

然后，如果由判定部513判定為與線圈c1～c4對應(yīng)的焊接電流的大小的至少1個從由上限焊接電流iu和下限焊接電流id決定的范圍δi脫離，則電路控制部514控制mers410的動作，以使焊接電流的大小比當(dāng)前值小相當(dāng)于與從該范圍δi的偏離量對應(yīng)的值。

這里，在與線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流中的2個以上的焊接電流的大小從由上限焊接電流iu和下限焊接電流id所決定的范圍δi脫離的情況下，電路控制部514在該2個以上的焊接電流中，確定從上限焊接電流iu或下限焊接電流id的偏離量的絕對值最大的焊接電流。電路控制部514使mers410的動作頻率變高，以使當(dāng)前的焊接電流的大小減小相當(dāng)于與所確定的焊接電流的偏離量的絕對值對應(yīng)的值。

在圖8b所示的例子中，與線圈c1對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流(點301b)和與線圈c3對應(yīng)的焊接電流(點303b)從由上限焊接電流iu和下限焊接電流id決定的范圍δi脫離。與線圈c1對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流(點301b)從上限焊接電流iu的脫離量的絕對值(例如，從與線圈c1對應(yīng)的焊接電流減去上限焊接電流iu后的值的絕對值)比與線圈c3對應(yīng)的焊接電流(點303b)從下限焊接電流id的脫離量的絕對值(例如，從與線圈c3對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流減去下限焊接電流id后的值的絕對值)大。

因而，電路控制部514使mers410的動作頻率變高，以使當(dāng)前的焊接電流的大小減小對應(yīng)于與線圈c1對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流(點301b)從上限焊接電流iu的脫離量的絕對值的值。

另一方面，在由判定部513判定為與線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的大小的全部是由上限焊接電流iu和下限焊接電流id決定的范圍δi內(nèi)的情況下，電路控制部514繼續(xù)以與目標(biāo)焊接電流is對應(yīng)的動作頻率控制mers410的動作。

圖9a及圖9b是表示第2實施方式的焊接電流的波形的一例的圖。圖9a表示mers410的動作頻率的變更前的焊接電流的波形的一例。圖9b表示mers410的動作頻率的變更后的焊接電流的波形的一例。

在圖9a中，表示mers410的動作頻率(即，焊接電流的頻率)是1khz的情況，在圖9b中，表示mers410的動作頻率(即，焊接電流的頻率)是1.7khz的情況。如圖9a及圖9b所示，通過將mers410的動作頻率從1khz變更為1.7khz，焊接電流的波高值從12ka弱減小到10.5ka左右。

接著，說明mers410的結(jié)構(gòu)的一例。

如圖6所示，mers410是磁能再生雙向電流開關(guān)的一例，包括電橋電路和電容器c。

電橋電路由在2個路徑中分別各配置有2個的4個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y構(gòu)成。電容器c被配置在電橋電路的2個路徑之間。

這樣，在交流端子a與交流端子d之間，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及x被并聯(lián)地連接，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及y被并聯(lián)地連接。此外，在交流端子a與交流端子d之間，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及v被串聯(lián)地連接，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x及y被串聯(lián)地連接。

反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y分別在柵極端子gu、gv、gx及gy中沒有被輸入導(dǎo)通信號的開關(guān)斷開時，使電流僅在一方向上導(dǎo)通，在柵極端子gu、gv、gx及gy中輸入了導(dǎo)通信號的開關(guān)導(dǎo)通時，使電流在兩方向上導(dǎo)通。即，逆導(dǎo)通半導(dǎo)體開關(guān)u、v、x及y在開關(guān)斷開時使電流在發(fā)射極端子及集電極端子間的一方向上導(dǎo)通，而在開關(guān)導(dǎo)通時使電流在發(fā)射極端子及集電極端子間的兩方向上導(dǎo)通。

在以下的說明中，將“各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y開關(guān)斷開時使電流流動的方向”根據(jù)需要而稱作“順方向”，將在開關(guān)斷開時不使電流流動的方向根據(jù)需要而稱作“反方向”。此外，在以下的說明中，將“順方向及反方向的相對于電路的連接方向”根據(jù)需要而稱作“開關(guān)極性”。

此外，各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y分別配置為，使開關(guān)的極性成為以下這樣。在交流端子a與交流端子d之間，并聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x具有相互反方向的開關(guān)極性。同樣，在交流端子a與交流端子d之間，并聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也具有相互反方向的開關(guān)極性。

此外，在交流端子a與交流端子d之間，串聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v具有相互反方向的開關(guān)極性。同樣，在交流端子a與交流端子d之間，串聯(lián)連接的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也具有相互反方向的開關(guān)極性。

由此，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y具有相互順方向的開關(guān)極性，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x也具有相互順方向的開關(guān)極性。此外，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y的開關(guān)極性和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x的開關(guān)極性為相互反方向。

圖6所示的開關(guān)極性也可以在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y與反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x之間相反地構(gòu)成。

此外，在反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y中可以考慮各種結(jié)構(gòu)，但在本實施方式中，設(shè)通過半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy與二極管du、dv、dx及dy的并聯(lián)連接構(gòu)成。即，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y分別具有二極管du、dv、dx及dy的1個、和并聯(lián)地連接在該二極管上的半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy的1個。

此外，半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy的各自的柵極端子gu、gv、gx及gy分別被與控制部510連接。柵極端子gu、gv、gx及gy接受將半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy導(dǎo)通的導(dǎo)通信號(柵極信號)的輸入作為從控制部510向mers410的控制信號。在被輸入導(dǎo)通信號的期間中，半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy為導(dǎo)通狀態(tài)，使電流在兩方向上導(dǎo)通。但是，在沒有被輸入導(dǎo)通信號的情況下，半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy為斷開狀態(tài)，使電流在哪個方向上都不導(dǎo)通。由此，在半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy的斷開時，使電流僅在并聯(lián)地連接在半導(dǎo)體開關(guān)su、sv、sx及sy上的二極管du、dv、dx及dy的導(dǎo)通方向上導(dǎo)通。

此外，mers410中包含的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)并不限定于反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y。即，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)只要是呈現(xiàn)上述動作的結(jié)構(gòu)就可以，例如也可以是功率mosfet、反向?qū)ㄐ蚲to閘流晶體管等，也可以是igbt等的半導(dǎo)體開關(guān)與二極管的并聯(lián)連接。

此外，如果使用二極管du、dv、dx及dy說明反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y的開關(guān)極性，則為以下這樣。即，順方向(在開關(guān)斷開時導(dǎo)通的方向)是各二極管du、dv、dx及dy的導(dǎo)通方向，反方向(在開關(guān)斷開時不導(dǎo)通的方向)是各二極管du、dv、dx及dy的非導(dǎo)通方向。此外，并聯(lián)連接的二極管彼此(du及dx，或dv及dy)的導(dǎo)通方向是相互反方向，串聯(lián)連接的二極管彼此(du及dv，或dx及dy)的導(dǎo)通方向也是相互反方向。此外，二極管du及dy的導(dǎo)通方向是相互順方向，同樣，二極管dv及dx的導(dǎo)通方向也是相互順方向。由此，二極管du及dy和二極管dv及dx的導(dǎo)通方向是相互反方向。

如以上說明，各反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、v、x及y配置為，使順方向為以下這樣。即，如果設(shè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y為第1對，設(shè)反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x為第2對，則第1對的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y配置為，使順方向為相同方向，第2對的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)x配置為，使順方向為相同方向。

第1對和第2對配置為，使順方向為相互反方向。因而，在電橋電路中配置在對角線上的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)配置為，使各順方向為同方向。

(mers410的動作)

在mers410中，如果配置在電橋電路的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)中的一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)導(dǎo)通，則另一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)也導(dǎo)通。同樣，如果配置電橋電路的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)的一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)斷開，則另一方的反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)也斷開。例如，如果反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u導(dǎo)通，則反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也導(dǎo)通，如果反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u斷開，則反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y也斷開。這些關(guān)于反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x也相同。

在mers410中，通過反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)(u及y，或v及x)的導(dǎo)通及斷開的控制，能夠?qū)⒑附与娏鞯念l率及波形進行各種變更，在此說明用來得到圖9a及圖9b所示的焊接電流的波形的mers410的動作的一例。

圖9a及圖9b所示的例子中的開關(guān)模式，是僅將配置在電橋電路的對角線中的一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y導(dǎo)通及斷開、不將配置在另一方的對角線上的2個反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x導(dǎo)通(為斷開的原狀)的模式。

圖10是說明得到圖9a及圖9b所示的焊接電流時的mers410的動作的一例的圖。

在本實施方式中，使得mers410的動作頻率f1(＝1/t1)比基于從mers410的輸出端觀察負荷側(cè)時的電感及電容器c的電容(電容量)的共振頻率低。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)。此外，由于不需要使用大電容量的電壓源電容器，所以能夠使電容器c的電容變小。

在圖10中，所謂u－y柵極，表示向柵極端子gu及gy輸入的導(dǎo)通信號(柵極信號)。此外，所謂v－x柵極，表示向柵極端子gv及gx輸入的導(dǎo)通信號(柵極信號)。在u－y柵極的波形上升的期間中，反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y(半導(dǎo)體開關(guān)su及sy)為導(dǎo)通。

在以下的說明中，根據(jù)需要將向柵極端子gu及gy輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y導(dǎo)通的動作稱作“u－y柵極導(dǎo)通”。另一方面，根據(jù)需要將沒有向柵極端子gu及gy輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u及y斷開的動作稱作“u－y柵極斷開”。

此外，根據(jù)需要將向柵極端子gv及gx輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x導(dǎo)通的動作稱作“v－x柵極導(dǎo)通”。另一方面，根據(jù)需要將沒有向柵極端子gv及gx輸入導(dǎo)通信號(柵極信號)、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)v及x斷開的動作稱作“v－x柵極斷開”。

以下，參照圖10說明圖9a及圖9b所示的例子中的mers410的動作。

(1)u－y柵極：導(dǎo)通，v－x柵極：斷開

在u－y柵極導(dǎo)通的定時，由于在其緊接著之前的期間中，v－x柵極及u－y柵極都斷開，所以通過經(jīng)由直流電抗器310輸入的直流輸入電流，電容器c被充電。因而，電容器c的兩端的電壓vc呈現(xiàn)最大值。

如果u－y柵極導(dǎo)通，則電容器c的放電開始，mers410的輸出電流il流過電容器c、反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、變流器710及反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y的順序的路徑。因而，mers410的輸出電流il從0(零)起增加，電容器c的兩端的電壓vc減小。如果電容器c的放電完成，則mers410的輸出電流il呈現(xiàn)正的最大值，并且電容器c的兩端的電壓vc為最小值(0(零))。

由于mers410的動作頻率f1比上述共振頻率低，所以即使電容器c的放電完成，控制部510也不將u－y柵極斷開，u－y柵極是導(dǎo)通的狀態(tài)。因而，mers410的輸出電流il并行地流到反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)u、變流器710及二極管dv的順序的路徑、和反向?qū)ㄐ桶雽?dǎo)體開關(guān)y、二極管dx及變流器710的順序的路徑中，并回流。該mers410的輸出電流il隨著由負荷的電阻和電感器決定的時間常數(shù)而減少(接近于0(零))。

(2)u－y柵極：斷開，v－x柵極：斷開

控制部510如果經(jīng)過mers410的動作頻率f1的2倍的倒數(shù)的時間(周期t1的1/2倍的時間)，則將u－y柵極斷開。此時，由于電容器c的兩端的電壓vc是0(零)，所以實現(xiàn)軟開關(guān)。

此外，在將u－y柵極斷開的定時，如果上述回流沒有結(jié)束(如果mers410的輸出電流il沒有成為0(零))則，mers410的輸出電流il在二極管dv、電容器c及二極管dx的順序的路徑中流動，將電容器c充電，所以迅速地減小而成為0(零)。

然后，通過經(jīng)由直流電抗器310輸入的直流輸入電流，將電容器c充電。因而，電容器c的兩端的電壓vc上升。

控制部510如果經(jīng)過了mers410的動作頻率f1的2倍的倒數(shù)的時間(周期t1的1/2倍的時間)，則將u－y柵極導(dǎo)通。此時，由于mers410的輸出電流il是0(零)，所以實現(xiàn)軟開關(guān)。

通過上述(1)及上述(2)的動作，周期t1(1周期)的動作結(jié)束。通過反復(fù)進行這樣的動作，能得到圖9a及圖9b所示的焊接電流的波形。

接著，對第2實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1a的動作進行說明。圖11是表示第2實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1a的通電加工處理的流程的流程圖。在圖11所示的處理中，基于與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流控制mers410的動作頻率。

將相互重疊的金屬板m10及m20設(shè)置到電阻點焊接機810的上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20之間，一邊以用上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20將金屬板m10及m20夾入的方式加壓，一邊開始通電處理(步驟s101)。這里，電路控制部514進行控制，以使mers410的動作頻率為f0。

接著，電壓檢測部910測量通過由焊接電流產(chǎn)生的磁通將各線圈c1～c4貫穿而在各線圈c1～c4中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ei(i是1～4的整數(shù))(步驟s103)。

接著，磁通量分布導(dǎo)出部511例如基于以下的(式1)，根據(jù)由電壓檢測部910檢測出的各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢和各線圈c1～c4的繞數(shù)，導(dǎo)出各線圈c1～c4的磁通量φi(步驟s105)。在式(1)中，ni是線圈的繞數(shù)。

ei＝－ni·dφi/dt(式1)

接著，焊接電流分布導(dǎo)出部512例如基于以下的(式2)，根據(jù)由磁通量分布導(dǎo)出部511導(dǎo)出的各線圈c1～c4的磁通量φi，導(dǎo)出上側(cè)焊接電極e10的與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流ii(i是1～4的整數(shù))(基于各線圈c1～c4的磁通量φi的焊接電流)(步驟s107)。在式(2)中，dl是微小長度，μ是透磁率，si是線圈c1～c4的面積。

ii＝∫φi·dl/(μ·si)(式2)

接著，判定部513判定由焊接電流分布導(dǎo)出部512導(dǎo)出的與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流ii的大小是否包含在預(yù)先設(shè)定的上限焊接電流iu與下限焊接電流id之間的范圍δi中(步驟s109)。

接著，在判定部513判斷為焊接電流ii的大小包含在預(yù)先設(shè)定的范圍δi中的情況下，電路控制部514不變更mers410的動作頻率f0而使通電處理繼續(xù)(步驟s111)。

另一方面，在判定部513判斷為焊接電流ii的大小不包含在預(yù)先設(shè)定的范圍δi中的情況下，電路控制部514使mers410的動作頻率變化(步驟s113)。通過使mers410的動作頻率增大，使焊接電流的大小比當(dāng)前值減小(步驟s115)。例如，電路控制部514控制mers410的動作，以使焊接電流的大小比當(dāng)前值小相當(dāng)于與從范圍δi的脫離量對應(yīng)的值。例如，電路控制部514將對頻率f0乘以對應(yīng)于從范圍δi的脫離量預(yù)先設(shè)定的系數(shù)k的值設(shè)定為變更后的動作頻率(kf0)，以使mers410的動作頻率成為kf0的方式進行控制。

接著，電路控制部514判定是否從通電開始起經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的通電處理時間(設(shè)定時間)(步驟s117)。電路控制部514在判定為經(jīng)過了設(shè)定時間的情況下，將mers410的動作停止而結(jié)束通電處理(步驟s119)，將本流程圖的處理結(jié)束。另一方面，電路控制部514在判定為沒有經(jīng)過設(shè)定時間的情況下，再次回到上述步驟s103，繼續(xù)本流程圖的處理。

接著，對第2電阻點焊接系統(tǒng)1a的另一通電加工處理的流程進行說明。圖12是表示第2實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1a的另一通電加工處理的流程的流程圖。在圖12所示的處理中，基于各線圈c1～c4的電動勢控制mers410的動作頻率。

將相互重疊的金屬板m10及m20設(shè)置到電阻點焊接機810的上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20之間，一邊以用上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20將金屬板m10及m20夾入的方式加壓，一邊開始通電處理(步驟s201)。這里，電路控制部514進行控制，以使mers410的動作頻率成為f0。

接著，電壓檢測部910測量通過由焊接電流產(chǎn)生的磁通將各線圈c1～c4貫穿而在各線圈c1～c4中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ei(步驟s203)。

接著，判定部513判定由電壓檢測部910測量出的各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢ei的大小是否包含在預(yù)先設(shè)定的上限電動勢eu與下限電動勢ed之間的范圍δe中(步驟s205)。例如，可以預(yù)先調(diào)查在發(fā)生飛濺的情況、或看到了發(fā)生飛濺的征兆的情況下，各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢ei的大小呈現(xiàn)怎樣的值，根據(jù)調(diào)查出的感應(yīng)電動勢的大小決定上限電動勢eu和下限電動勢ed。也可以不使用下限電動勢ed，而是判定部513判定由電壓檢測部910測量出的各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢ei的大小是否超過上限電動勢eu。

接著，在判定部513判斷為感應(yīng)電動勢ei的大小包含在預(yù)先設(shè)定的范圍δe中的情況下，電路控制部514不變更mers410的動作頻率f0而繼續(xù)通電處理(步驟s207)。

另一方面，在判定部513判定為感應(yīng)電動勢ei的大小不包含在預(yù)先設(shè)定的范圍δe中的情況下，電路控制部514使mers410的動作頻率變化(步驟s209)。通過使mers410的動作頻率增大，使焊接電流的大小比當(dāng)前值減小(步驟s211)。例如，電路控制部514控制mers410的動作，以使焊接電流的大小比當(dāng)前值小相當(dāng)于與從范圍δe的脫離量對應(yīng)的值。例如，電路控制部514將對頻率f0乘以相應(yīng)于從范圍δe的脫離量而預(yù)先設(shè)定的系數(shù)k所得到的值，設(shè)定為變更后的動作頻率(kf0)，以使mers410的動作頻率成為kf0的方式進行控制。

接著，電路控制部514判定是否從通電開始起經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的通電處理時間(設(shè)定時間)(步驟s213)。在電路控制部514判定為經(jīng)過了設(shè)定時間的情況下，將mers410的動作停止，結(jié)束通電處理(步驟s215)，結(jié)束本流程圖的處理。另一方面，電路控制部514在判定為沒有經(jīng)過設(shè)定時間的情況下，再次回到上述步驟s203，繼續(xù)本流程圖的處理。

接著，對第2電阻點焊接系統(tǒng)1a的其他另一通電加工處理的流程進行說明。圖13是表示第2實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1a的另一通電加工處理的流程的流程圖。在圖13所示的處理中，基于將各線圈c1～c4貫穿的磁通來控制mers410的動作頻率。

將相互重疊的金屬板m10及m20電阻設(shè)置到點焊接機810的上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20之間，一邊以用上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20將金屬板m10及m20夾入的方式加壓，一邊開始通電處理(步驟s301)。這里，電路控制部514進行控制，以使mers410的動作頻率成為f0。

接著，電壓檢測部910測量通過由焊接電流產(chǎn)生的磁通將各線圈c1～c4貫穿而在各線圈c1～c4中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ei(步驟s303)。

接著，磁通量分布導(dǎo)出部511例如基于以下的(式3)，根據(jù)由電壓檢測部910檢測出的各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢和各線圈c1～c4的繞數(shù)，導(dǎo)出各線圈c1～c4的磁通量φi(步驟s305)。在式(3)中，ni是線圈的繞數(shù)。

ei＝－ni·dφi/dt(式3)

接著，判定部513判定由磁通量分布導(dǎo)出部511導(dǎo)出的各線圈c1～c4的磁通量φi的大小是否包含在預(yù)先設(shè)定的上限磁通量φu與下限磁通量φd之間的范圍δφ中(步驟s307)。例如，可以預(yù)先調(diào)查在發(fā)生飛濺的情況、或看到了發(fā)生飛濺的征兆的情況下，各線圈c1～c4的磁通量φi的大小呈現(xiàn)怎樣的值，根據(jù)調(diào)查出的磁通量的大小決定上限磁通量φu和下限磁通量φd。也可以不使用下限磁通量φd，而是判定部513判定由磁通量分布導(dǎo)出部511導(dǎo)出的各線圈c1～c4的磁通量φi的大小是否超過上限磁通量φu。

接著，在判定部513判定為磁通量φi的大小包含在預(yù)先設(shè)定的范圍δφ中的情況下，電路控制部514不將mers410的動作頻率f0變更而使通電處理繼續(xù)(步驟s309)。

另一方面，在判定部513判斷為磁通量φi的大小不包含在預(yù)先設(shè)定的范圍δφ中的情況下，電路控制部514使mers410的動作頻率變化(步驟s311)。通過使mers410的動作頻率增大，使焊接電流的大小比當(dāng)前值減小(步驟s313)。例如，電路控制部514控制mers410的動作，以使焊接電流的大小比當(dāng)前值小相當(dāng)于與從范圍δφ的脫離量對應(yīng)的值。例如，電路控制部514將對頻率f0乘以對應(yīng)于從范圍δφ的脫離量而預(yù)先設(shè)定的系數(shù)k而得到的值設(shè)定為變更后的動作頻率(kf0)，進行控制以使mers410的動作頻率成為kf0。

接著，電路控制部514判定是否從通電開始起經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的通電處理時間(設(shè)定時間)(步驟s315)。電路控制部514在判定為經(jīng)過了設(shè)定時間的情況下，將mers410的動作停止而結(jié)束通電處理(步驟s317)，將本流程圖的處理結(jié)束。另一方面，電路控制部514在判定為沒有經(jīng)過設(shè)定時間的情況下，再次回到上述步驟s303，繼續(xù)本流程圖的處理。

接著，對第2電阻點焊接系統(tǒng)1a的其他另一通電加工處理的流程進行說明。圖14是表示第2實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1a的另一通電加工處理的流程的流程圖。在圖14所示的處理中，基于各線圈c1～c4的電動勢的差的最大值控制mers10的動作頻率。

將相互重疊的金屬板m10及m20電阻設(shè)置到點焊接機810的上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20之間，一邊以用上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20將金屬板m10及m20夾入的方式加壓，一邊開始通電處理(步驟s401)。這里，電路控制部514進行控制，以使mers410的動作頻率成為f0。

接著，電壓檢測部910測量通過由焊接電流產(chǎn)生的磁通將各線圈c1～c4貫穿而在各線圈c1～c4中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢ei(步驟s403)。

接著，判定部513計測或運算由電壓檢測部910測量出的各線圈c1～c4的4個感應(yīng)電動勢ei中的2個感應(yīng)電動勢ei的電壓差的最大值eσ(步驟s405)。

接著，判定部513判定電壓差的最大值eσ的大小是否超過了預(yù)先設(shè)定的上限電壓差閾值eσc(步驟s407)。例如，可以預(yù)先調(diào)查在發(fā)生飛濺的情況、或看到了發(fā)生飛濺的征兆的情況下各線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢ei間的電壓差的大小呈現(xiàn)怎樣的值，根據(jù)調(diào)查出的感應(yīng)電動勢的大小來決定電壓差閾值eσc。

接著，在判定部513判定為電壓差的最大值eσ的大小不超過電壓差閾值eσc的情況下，電路控制部514不將mers410的動作頻率f0變更而使通電處理繼續(xù)(步驟s409)。

另一方面，在判定部513判斷為電壓差的最大值eσ的大小超過了電壓差閾值eσc的情況下，電路控制部514使mers410的動作頻率變化(步驟s411)。通過使mers410的動作頻率增大，使焊接電流的大小比當(dāng)前值減小(步驟s413)。例如，電路控制部514控制mers410的動作，以使焊接電流的大小變得比當(dāng)前值小與電壓差的最大值eσ的大小和電壓差閾值eσc的差對應(yīng)的值。例如，電路控制部514將對頻率f0乘以對應(yīng)于電壓差的最大值eσ的大小與電壓差閾值eσc的差而預(yù)先設(shè)定的系數(shù)k的值設(shè)定為變更后的動作頻率(kf0)，進行控制以使mers410的動作頻率成為kf0。

接著，電路控制部514判定是否從通電開始起經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的通電處理時間(設(shè)定時間)(步驟s415)。電路控制部514在判定為經(jīng)過了設(shè)定時間的情況下，將mers410的動作停止而結(jié)束通電處理(步驟s417)，將本流程圖的處理結(jié)束。另一方面，電路控制部514在判定為沒有經(jīng)過設(shè)定時間的情況下，再次回到上述步驟s403，繼續(xù)本流程圖的處理。

如以上這樣，在本實施方式中，在上側(cè)焊接電極e10的側(cè)方，以由流到上側(cè)焊接電極e10、金屬板m10、金屬板m20及下側(cè)焊接電極e20中的焊接電流產(chǎn)生的磁通貫穿的狀態(tài)、以在環(huán)繞上側(cè)焊接電極e10的方向上具有間隔的方式配置多個線圈c1～c4。例如，根據(jù)從線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢導(dǎo)出的磁通量φ，導(dǎo)出與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流。在與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流的大小的至少1個從由上限焊接電流iu和下限焊接電流id決定的范圍δi脫離的情況下，使mers410的動作頻率變大，以使焊接電流的大小變小相當(dāng)于與最大的脫離量對應(yīng)的值。因而，能夠?qū)⑸蟼?cè)焊接電極e10、金屬板m10、金屬板m20及下側(cè)焊接電極e20之間的阻抗的變化作為與上側(cè)焊接電極e10的軸垂直的區(qū)域中的焊接電流的分布來直接捕捉。由此，與檢測加壓力并控制加壓力的情況相比，能夠更迅速且可靠地檢測飛濺的發(fā)生。此外，可以設(shè)定由上限焊接電流iu和下限焊接電流id決定的范圍δi，以便檢測發(fā)生飛濺的征兆。

在本實施方式中，舉各線圈c1～c4相同、并且具有以上側(cè)焊接電極e10的軸201為軸的4次對稱的關(guān)系的情況為例進行了說明。但是，在本實施方式中，只要將2個以上(優(yōu)選的是3個以上)的線圈在上側(cè)焊接電極e10的側(cè)方以由焊接電流產(chǎn)生的磁通貫穿的狀態(tài)、以沿著環(huán)繞上側(cè)焊接電極e10的方向具有間隔的方式配置，并不一定需要這樣。線圈的數(shù)量也可以不是4，也可以各線圈的大小、朝向及繞數(shù)的至少1個不同，各線圈也可以不為以上側(cè)焊接電極e10的軸201為軸的旋轉(zhuǎn)對稱的關(guān)系。

在以上那樣的情況下，可以根據(jù)線圈的線圈面的大小、位置及朝向，按照每個線圈c1～c4來設(shè)定對線圈c1～c4的感應(yīng)電動勢乘以的修正系數(shù)。例如，在線圈的大小不同的情況下，可以分別使用基準(zhǔn)的大小的線圈和實際使用的線圈，除了線圈的大小以外，在相同條件下進行電阻點焊接，測量該線圈的感應(yīng)電動勢，將測量出的線圈的感應(yīng)電動勢的比作為上述修正系數(shù)。在線圈的朝向不同、或不為旋轉(zhuǎn)對稱的關(guān)系的情況下，也能夠與線圈的大小不同的情況同樣地設(shè)定修正系數(shù)。

此外，在本實施方式中，舉將線圈c1～c4相對于上側(cè)焊接電極e10配置的情況為例進行了說明。但是，也可以除了將線圈c1～c4相對于上側(cè)焊接電極e10配置以外或取而代之，將線圈c1～c4相對于下側(cè)焊接電極e20配置。在相對于上側(cè)焊接電極e10配置的線圈和相對于下側(cè)焊接電極e20配置的線圈中，既可以設(shè)線圈的數(shù)量、大小、朝向及繞數(shù)的全部相同，也可以設(shè)它們的至少1個不同。此外，相對于下側(cè)焊接電極e20配置的各線圈也可以不為以下側(cè)焊接電極e20的軸為軸的旋轉(zhuǎn)對稱的關(guān)系。此外，也可以代替線圈c1～c4而使用霍爾元件等的其他的磁場計測設(shè)備來計測由焊接電流產(chǎn)生的磁場。

此外，在本實施方式中，以導(dǎo)出與各線圈c1～c4對應(yīng)的區(qū)域的焊接電流、判定是否導(dǎo)出的焊接電流的大小的至少1個從范圍δi脫離的情況為例進行了說明。除此以外，例如也可以判定是否各線圈c1～c4的磁通量φ的至少1個從預(yù)先設(shè)定的范圍脫離了。該范圍例如可以預(yù)先調(diào)查在發(fā)生飛濺的情況、或看到了發(fā)生飛濺的征兆的情況下各線圈c1～c4的磁通量φ呈現(xiàn)怎樣的值，根據(jù)調(diào)查的磁通量φ來設(shè)定。在這樣的情況下，例如，按照每個線圈c1～c4預(yù)先設(shè)定磁通量φ的從預(yù)先設(shè)定的范圍的脫離量與焊接電流的大小的變更量(減小量)的關(guān)系?？梢愿鶕?jù)關(guān)于呈現(xiàn)不在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)的磁通量φ的線圈設(shè)定的上述關(guān)系，決定焊接電流的大小的變更量，根據(jù)所決定的變更量來變更mers410的動作頻率。除此以外，也可以基于在各線圈c1～c4中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢或在各線圈c1～c4中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的差的最大值來變更mers410的動作頻率。

此外，在本實施方式中，舉使用mers410變更焊接電流的大小的情況為例進行了說明。如果使用mers410，則如上述那樣可以實現(xiàn)軟開關(guān)、或使響應(yīng)速度變寬、或生成各種各樣的波形，所以是優(yōu)選的。但是，只要是能夠變更焊接電流的大小(對上側(cè)焊接電極e10、金屬板m10、金屬板m20及下側(cè)焊接電極e20賦予的電力)的電源電路，并不一定需要使用mers。例如，也可以使用能夠變更頻率從而變更電流的大小的周知的逆變器電路。此外，只要進行使用閘流晶體管的相位控制，也可以使用單相交流電源電路。進而，也可以使用直流電源電路。這是因為，只要在上側(cè)焊接電極e1的內(nèi)部產(chǎn)生焊接電流的分布，即使是直流電流，如上述那樣，貫穿各線圈c1～c4的磁通量也在時間上變化。

[第3實施方式]

接著，對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。在上述第2實施方式中，以將線圈c1～c4配置在金屬板m10的上方(或金屬板m20的下方)的情況為例進行了說明。相對于此，在本實施方式中，使2個線圈環(huán)繞金屬板m10及m20。這樣，在本實施方式和上述第2實施方式中，主要是線圈的數(shù)量、結(jié)構(gòu)及配置不同。因而，在本實施方式的說明中，關(guān)于與上述第2實施方式相同的部分，賦予與賦予給圖6～圖14的標(biāo)號相同的標(biāo)號等，省略詳細的說明。

圖15a及圖15b是表示線圈c5及c6的配置的一例的圖。

具體而言，圖15a是將金屬板m10、上側(cè)焊接電極e10，線圈c5及線圈c6從配置有上側(cè)焊接電極e10的一側(cè)沿著金屬板m10的法線方向觀察的圖。圖15b是將金屬板m10、金屬板m20、上側(cè)焊接電極e10、下側(cè)焊接電極e20、線圈c5及線圈c6沿著圖15a的箭頭線d觀察的圖。在圖15b中，線圈c6被線圈c5和上側(cè)焊接電極e1遮擋而看不到。

線圈c5及c6分別以由焊接電流產(chǎn)生的磁通貫穿的狀態(tài)，對應(yīng)于上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20的側(cè)周面的沿著周向的第5及第6位置206及207(將上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20的側(cè)周面沿著軸201進行2等分的位置)，與金屬板m10及m2具有間隔而被環(huán)繞(卷繞)到金屬板m1及m2上。

具體而言，在圖15a及圖15b所示的例子中，線圈c5及c6是相同的。此外，如圖15a所示，線圈c5及c6被配置在成為以上側(cè)焊接電極e10的軸201(該軸201與下側(cè)焊接電極e20的軸一致)為軸的2次對稱的關(guān)系的位置。這里，線圈c5及c6優(yōu)選的是配置在盡可能距上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20近的位置。

線圈c5及c6的繞數(shù)如圖15a及圖15b所示，也可以不是“1”，也可以是“2”以上，如上述第2實施方式中說明那樣。此外，也可以是線圈的數(shù)量、大小、朝向及繞數(shù)的至少1個不同，也可以是各線圈不在旋轉(zhuǎn)對稱的位置。但是，使得至少2個線圈被配置在夾著上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20相互對置的位置。如果配置在夾著上側(cè)焊接電極e10及下側(cè)焊接電極e20相互對置的位置，則也可以除了線圈c5及c6以外或取而代之，以與線圈c5及c6分別正交的方式使線圈相對于金屬板m1及m2環(huán)繞(卷繞)。

關(guān)于其他，在上述第2實施方式的說明中，只是起因于線圈的數(shù)量從“4”成為“2”的結(jié)構(gòu)及動作不同，所以省略詳細的說明。

即使如以上這樣，也能夠得到與上述第2實施方式同樣的效果。

此外，在本實施方式中，也能夠采用在第2實施方式中說明的各種各樣的變形例。

以上說明的本發(fā)明的第2及第3實施方式中的控制部510進行的處理可以通過計算機執(zhí)行程序來實現(xiàn)。此外，記錄有上述程序的計算機可讀取的記錄媒體及上述程序等的計算機程序產(chǎn)品也能夠作為本發(fā)明的實施方式應(yīng)用。例如可以使用軟盤、硬盤、光盤、光磁盤、cd－rom、磁帶、非易失性的存儲卡、rom等作為記錄媒體。

[第4實施方式]

接著，對本發(fā)明的第4實施方式進行說明。與上述第1實施方式相比，有關(guān)第4實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)1b在電阻點焊接機800具備壓力調(diào)節(jié)部900這一點上不同。因此，關(guān)于結(jié)構(gòu)等援用在上述第1實施方式中說明的圖及關(guān)聯(lián)的記載而使用相同的標(biāo)號，省略說明。

本實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)及電阻點焊接方法的特征在于，在對重疊的金屬板的高頻電流的通電中，向金屬板與金屬板的接觸區(qū)域施加壓力，使該壓力逐漸變高，直到通電結(jié)束。

本實施方式的點焊接接頭是通過本實施方式的電阻點焊接方法形成的點焊接接頭，其特征在于，在金屬板與金屬板的接觸區(qū)域的外周部形成有熔融凝固組織。

圖16是表示第4實施方式的電阻點焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的一例的圖。壓力調(diào)節(jié)部900使焊接電極e1及e2將板面相互重疊的多個金屬板m1及m2夾持的夾持力增減。例如，壓力調(diào)節(jié)部900使焊接電極e1及e2從圖16的a方向及b方向夾持金屬板m1及m2的夾持力增減。

在圖17a中表示第4實施方式的通電模式。此外，在圖17b中表示焊接電極e1及e2對于金屬板m1及m2的加壓或電極推入量的模式的協(xié)同作用。

將重疊的金屬板m1及m2用焊接電極e1及e2夾著，以壓力p0加壓。使夾持金屬板m1及m2的夾持力從加壓開始時點t0起逐漸增大，在t1(>t0)的時點，開始對于焊接電極e1及e2的電流值(有效值)i的高頻的通電，繼續(xù)通電直到t2(>t1)(參照圖17a)。這里，在從t1到t2的期間中，使夾持金屬板m1及m2的夾持力、即將重疊的金屬板m1及m2的接觸區(qū)域加壓的壓力從t1時點的p0'逐漸增大到p1。在通電結(jié)束(t2)后，將壓力p1保持直到t3(>t2)，在使金屬板m1及m2的熔融部的凝固完成后，結(jié)束點焊接。

在圖17b中，將從t1到t2的期間中的從p0'到p1的加壓或電極推入量的模式用點線表示，但該期間的加壓模式并不限定于直線。也可以是向上凸的曲線，也可以是向下凸的曲線，也可以使加壓力以臺階狀增大。

在本實施方式中，在將高頻電流向焊接電極通電的期間中逐漸提高焊接電極e1及e2的加壓力或變位是重要的。如圖19a及圖19b所示，將重疊的金屬板m1及m2的接觸區(qū)域1c用焊接電極e1及e2夾著加壓，通過逐漸提高該加壓力或變位量，金屬板m1及m2間的接觸直徑逐漸增大。為了使金屬板m1及m2間的接觸直徑增大，需要焊接電極e1及e2的各自的前端形狀成為凸?fàn)?。通常，能夠適當(dāng)?shù)厥褂猛ǔＪ褂玫氖惺鄣膔電極、dr電極。

在高頻通電中，由于電流集中于金屬板間的接觸區(qū)域的外周，所以在金屬板間的接觸直徑變大的過程中，通過接觸區(qū)域的外周發(fā)熱熔融而熔融部擴大。該熔融部的擴大、即熔融部的外徑的擴大帶來cts的提高。關(guān)于該熔融部的動態(tài)與cts的提高的關(guān)聯(lián)在后面說明。

在圖18a中表示本實施方式的另一通電模式。此外，在圖18b中表示與圖18a所示的通電模式協(xié)同作用的加壓模式?；旧吓c圖17a及圖17b所示的協(xié)同作用相同，但將重疊的金屬板m1及m2以壓力p2加壓，原樣保持直到通電開始的t1。

在將夾持金屬板m1及m2的夾持力以壓力p2保持直到t1后，開始對于焊接電極e1及e2的電流值(有效值)i的高頻的通電，繼續(xù)通電直到t(參照圖18a)。在從t1到t2的期間中，使將重疊的金屬板m1及m2的接觸區(qū)域加壓的壓力從t1時點的p2增大到p3，在通電結(jié)束(t3)后，將壓力p3保持直到t4，在完成金屬板m1及m2的熔融部的凝固后，結(jié)束點焊接。

在圖18b中，將t1至t2的期間中的從p2到p3的加壓模式用點線表示，但該期間中的加壓模式并不限定于直線。也可以是向上凸的曲線，也可以是向下凸的曲線，也可以使加壓力以臺階狀增大。在圖17a、圖17b、圖18a及圖18b中，為了使金屬板m1及m2彼此接觸而進行從t0到t1的加壓處理。此外，為了使焊接后的金屬板m1及m2在加壓下冷卻而進行從t2到t3的加壓處理。

在圖17a、圖17b、圖18a及圖18中，表示了流到金屬板m1及m2中的高頻電流的頻率為一定的情況，但高頻電流的頻率也可以在通電中考慮金屬板的接觸區(qū)域的外周部處的發(fā)熱量而變更。流到金屬板m1及m2中的高頻電流的頻率的變更通過使用控制部500控制mers400來進行。通過變更高頻電流的頻率，能夠調(diào)整熔融區(qū)域的范圍、發(fā)熱分布等的特性。

流到金屬板m1及m2中的高頻電流的頻率沒有被特別限定，但優(yōu)選的是能夠效率良好地進行由表皮效應(yīng)帶來的電流集中的15khz以上，另一方面，為了不使電源容量過大，優(yōu)選的是100khz以下。

將重疊的金屬板m1及m2的接觸區(qū)域加壓的壓力沒有被特別限定?？紤]金屬板m1及m2的強度、厚度、部件形狀等而適當(dāng)設(shè)定，以使焊接的部分接觸。

這里，在本實施方式中，對形成在金屬板m1及m2的接觸區(qū)域的外周部的熔融部的動態(tài)與cts的提高的關(guān)聯(lián)進行說明。

在圖20a至圖20d中，示意地表示在金屬板m1及m2的接觸區(qū)域的外周部上形成的熔融部(黑色的部分)擴大的過程。這是圖17a、圖17b、圖18a及圖18b所示的從時間t1到t2或t3發(fā)生的現(xiàn)象。圖20a表示通電初期的熔融部2(黑色的部分)，圖20b及圖20c表示熔融部(黑色的部分)擴大的途中的熔融部2a及2b(黑色的部分)，圖20d表示擴大后的熔融部最終凝固的凝固組織3(黑色的部分)。

將重疊后的金屬板m1及m2用焊接電極e1及e2夾著，形成接觸區(qū)域1c，向接觸區(qū)域1c通電高頻電流。如果向接觸區(qū)域1c通電高頻電流，則通過電流的表皮效應(yīng)，接觸區(qū)域1c的端部發(fā)熱，該端部熔融，在接觸區(qū)域1c的外周部生成熔融部2。

在生成熔融部2后，如圖17b及圖18b所示，如果使向接觸區(qū)域1c施加的壓力逐漸增大，則如圖20b所示，熔融部2的外徑擴大，在接觸區(qū)域1c的外周部形成外徑擴大后的熔融部2a。

如果使向接觸區(qū)域1c施加的壓力進一步增大，則熔融部2a的外徑進一步擴大，如圖20c所示，在接觸區(qū)域1c的外周部形成外徑進一步擴大的熔融部2b。

此外，如果一邊提高向接觸區(qū)域1c施加的壓力一邊通電，則熔融部2如圖20d所示，不僅外徑擴大，而且通過向內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱而內(nèi)徑縮小，與金屬板m1及m2的熔接面積增大。

這樣，如果使向接觸區(qū)域1c施加的壓力增大直到通電結(jié)束，則熔融部2b的外徑進一步擴大，并且與金屬板m1及m2的熔接面積增大而凝固。結(jié)果如圖20d所示，能夠得到在金屬板m1及m2間的接觸區(qū)域1c的外周部具有與金屬板m1及m2的熔接面積較大、并且外周的長度較長的熔融凝固組織3的焊接接頭。

因而，在本實施方式中，能夠得到tss提高、并且cts顯著提高的點焊接接頭。

實施例

接著，對本發(fā)明的實施例進行說明，但實施例中的條件是為了確認本發(fā)明的實施可能性及效果而采用的一條件例，本發(fā)明并不限定于這一條件例。只要不脫離本發(fā)明的主旨而達到本發(fā)明的目的，本發(fā)明可以采用各種的條件。

(實施例1)

以表1所示的鋼板的組合，利用圖18a及圖18b所示的通電模式和加壓模式的協(xié)同作用，在表2所示的焊接條件下進行點焊接。測量通過該點焊接在鋼板與鋼板的接觸區(qū)域的外周部形成的熔核的外徑，并測量tss和cts。在點焊接電極中，使用cu－cr合金、電極前端直徑8mm、電極前端的曲率半徑40mm的r型電極。這里，設(shè)圖17a、圖17b、圖18a及圖18b中的t0為0(s)。將結(jié)果一起表示在表2中。

[表1]

[表2]

在本實施方式中，說明了使用mers作為電源裝置的例子。如果使用mers，則如上述那樣，能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)、使響應(yīng)速度變快、生成各種波形，所以是優(yōu)選的。但是，如果不需要變更焊接電流的大小、頻率等，則并不一定需要使用mers。例如，也可以代替mers而使用能夠?qū)㈦娮椟c焊接機通電的周知的電源裝置。

根據(jù)以上說明的本實施方式，能夠提供十字拉伸力(cts)顯著提高的點焊接接頭。由此，本實施方式在使用點焊接作為組裝手段的產(chǎn)業(yè)、例如汽車產(chǎn)業(yè)中可利用性較高。

在以上說明的第4實施方式中，采用以下技術(shù)方案。

(1)有關(guān)本實施方式的點焊接方法在重疊的鋼板的點焊接方法中，使用前端為凸?fàn)畹男螤畹碾姌O，將重疊的鋼板加壓，接著，將高頻電流通電，在通電中將鋼板與鋼板的接觸區(qū)域加壓，將該加壓力逐漸提高直到通電結(jié)束，在結(jié)束通電后，使加壓力為零。

(2)在上述(1)的點焊接方法中，在上述高頻電流的通電中變更高頻電流的頻率。

(3)在上述(1)或(2)的點焊接方法中，上述高頻電流的頻率是15khz以上100khz以下。

(4)一種由上述(1)至(3)的任1種點焊接方法形成的點焊接接頭，在鋼板與鋼板的接觸區(qū)域的外周部形成有熔融凝固組織。

以上說明的本發(fā)明的各實施方式都只不過是表示實施本發(fā)明時的具體化的例子的，不是由它們限定性地解釋本發(fā)明的技術(shù)范圍的。即，本發(fā)明能夠不脫離其技術(shù)思想或其主要的特征而以各種的形式實施。

產(chǎn)業(yè)上的利用可能性

根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的一技術(shù)方案的電源裝置，由于能夠使通電加工裝置進行與被加工件的材質(zhì)及形狀對應(yīng)的適當(dāng)?shù)募庸l件下的通電加工，所以能夠使被加工件的特性(例如如果是電阻點焊接，則能夠使焊接部的接頭強度等)提高。

標(biāo)號說明

1、1a、1b：電阻點焊接系統(tǒng)

100、110：交流電源